Основы электрики для чайников: Ошибка 404 — документ не найден

Содержание

все об электротехнике и электронике Основы электротехники для начинающих

Прежде чем приступить к работам, связанным с электричеством, необходимо немного «подковаться» теоретически в этом вопросе. Если говорить просто, то обычно под электричеством подразумевается это движение электронов под действием электромагнитного поля. Главное — понять, что электричество — энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении.

Постоянный ток практически не меняет своего направления и величины во времени. Допустим, в обычной батарейке постоянный ток. Тогда заряд будет перетекать от минуса к плюсу, не меняясь, пока не иссякнет.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения и величину.

Представьте ток как поток воды, текущий по трубе. Через какой-то промежуток времени (например, 5 с) вода будет устремляться то в одну сторону, то в другую. С током это происходит намного быстрее — 50 раз в секунду (частота 50 Гц). В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком. На вопрос, почему так происходит и зачем нужен такой ток, можно ответить, что получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного.

Получение и передача переменного тока тесно связаны с таким устройством, как трансформатор. Генератор, который вырабатывает переменный ток, по устройству гораздо проще, чем генератор постоянного тока. Кроме того, для передачи энергии на дальнее расстояние переменный ток подходит лучше всего. С его помощью при этом теряется меньше энергии.

При помощи трансформатора (специального устройства в виде катушек) переменный ток преобразуется с низкого напряжения на высокое и наоборот, как это представлено на иллюстрации. Именно по этой причине большинство приборов работает от сети, в которой ток переменный. Однако постоянный ток также применяется достаточно широко — во всех видах батарей, в химической промышленности и некоторых других областях.

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это обязательно. Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть — это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например, к чайнику), а по другому возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи.

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120 °C. Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике. Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически — не нужны еще два нулевых провода.

Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы. Об этом будет рассказано позднее. Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предохранителем. Это можно объяснить на примере. В случае, когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток электричества в буквальном смысле слова уходит в землю.

Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора. Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током. При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что но- левой проводник также может быть заземлением и, в принципе, им и является, но только на электростанции. Ситуация, когда в доме нет заземления, небезопасна. Как с ней справиться, не меняя всю проводку в доме, будет рассказано в дальнейшем.

Внимание!

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нулевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте. При обрыве нулевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

В повседневной жизни мы постоянно имеем дело с электричеством. Без движущихся заряженных частиц невозможно функционирование используемых нами приборов и устройств. И чтобы в полной мере наслаждаться этими достижениями цивилизации и обеспечивать их долговременную службу, надо знать и понимать принцип работы.

Электротехника — важная наука

На вопросы, связанные с получением и использованием энергии тока в практических целях, отвечает электротехника. Однако, описать доступным языком невидимый нам мир, где царствуют ток и напряжение, совсем непросто. Поэтому

неизменным спросом пользуются пособия «Электричество для чайников» или «Электротехника для начинающих».

Что же изучает эта загадочная наука, какие знания и умения можно получить в результате её освоения?

Описание дисциплины «Теоретические основы электротехники»

В зачётках студентов, получающих технические специальности, можно увидеть загадочную аббревиатуру «ТОЭ». Это как раз и есть нужная нам наука.

Датой рождения электротехники можно считать период начала XIX века, когда был изобретён первый источник постоянного тока . Матерью «новорождённой» отрасли знаний стала физика. Последующие открытия в области электричества и магнетизма обогатили эту науку новыми фактами и понятиями, имевшими важное практическое значение.

Свой современный вид, как самостоятельная отрасль, она приняла в конце XIX века, и с тех пор

входит в учебную программу технических ВУЗов и активно взаимодействует с другими дисциплинами. Так, для успешного изучения электротехники необходимо иметь теоретический багаж знаний из школьного курса физики, химии и математики. В свою очередь, на ТОЭ базируются такие важные дисциплины, как:

  • электроника и радиоэлектроника;
  • электромеханика;
  • энергетика, светотехника и др.

Центральным объектом внимания электротехники является, конечно, ток и его характеристики. Далее теория рассказывает об электромагнитных полях, их свойствах и практическом применении. В заключительной части дисциплины освещаются устройства, в которых трудятся энергичные электрончики. Осиливший эту науку многое поймёт в окружающем мире.

Каково значение электротехники в наше время? Без знания данной дисциплины нельзя обойтись электротехническим работникам:

  • электрику;
  • монтёру;
  • энергетику.

Вездесущность электричества делает его изучение необходимым и простому обывателю, чтобы быть грамотным человеком и уметь применять свои знания в повседневной жизни.

Сложно понять то, чего не можешь увидеть и «пощупать». Большинство учебников по электрике пестрят малопонятными терминами и громоздкими схемами. Поэтому благие намерения начинающих изучить эту науку часто так и остаются лишь планами.

На самом деле электротехника — очень интересная наука, а основные положения электричества можно изложить доступным языком для чайников. Если подойти к образовательному процессу творчески и с должным усердием, многое станет понятным и увлекательным. Вот несколько полезных рекомендаций по изучению электрики для «чайников».

Путешествие в мир электронов нужно начать с изучения теоретических основ

— понятий и законов. Приобретите обучающее пособие, например, «Электротехника для чайников», которое будет написано понятным для вас языком либо несколько таких учебников. Наличие наглядных примеров и исторических фактов разнообразят процесс обучения и помогут лучше усвоить знания. Проверить успеваемость можно с помощью различных тестов, заданий и экзаменационных вопросов. Вернитесь ещё раз к тем параграфам, в которых допустили ошибки при проверке.

Если уверены, что полностью изучили физический раздел дисциплины, можно переходить к более сложному материалу — описанию электрических схем и устройств.

Чувствуете себе достаточно «подкованным» в теории? Пришла пора вырабатывать практические навыки. Материалы для создания простейших схем и механизмов можно легко найти в магазинах электрических и хозяйственных товаров. Однако, не спешите сразу приступать к моделированию

— выучите сначала раздел «электробезопасность», чтобы не причинить вреда своему здоровью.

Чтобы получить практическую пользу от новообретенных знаний, попробуйте отремонтировать вышедшую из строя бытовую технику. Обязательно изучите требования по эксплуатации, следуйте положениям инструкции или пригласите к себе в напарники опытного электрика. Время экспериментов ещё не пришло, а с электричеством шутки плохи.

Старайтесь, не спешите, будьте пытливы и усидчивы, изучайте все доступные материалы и тогда из «тёмной лошадки» электрический ток превратится в доброго и верного друга для вас. И, может быть, вы даже сможете сделать важное открытие в области электрики и в одночасье стать богатым и знаменитым.

Сегодня передачу электрической энергии на расстояние всегда выполняют на повышенном напряжении, которое измеряется десятками и сотнями киловольт. По всему миру электростанции различного типа генерируют электричество гигаваттами. Это электричество распределяется по городам и селам при помощи проводов, которые мы можем видеть например вдоль трасс и железных дорог, где они неизменно закреплены на высоких опорах с длинными изоляторами. Но почему передача всегда осуществляется на высоком напряжении? Об этом расскажем далее…

Переменным током, в традиционном понимании, называется ток, получаемый благодаря переменному, гармонически изменяющемуся (синусоидальному) напряжению. Переменное напряжение генерируется на электростанции, и постоянно присутствует в любой настенной розетке. Для передачи электроэнергии на большие расстояния также используется именно переменный ток, поскольку переменное напряжение легко повышается при помощи трансформатора, и таким образом электрическую энергию можно передать на расстояние с минимальными потерями, а затем обратно понизить…

Металлы — прекрасные проводники электрического тока. Они проводят электрический ток, потому что в них есть свободные носители электрического заряда — свободные электроны. И если на концах, например медного провода, создать при помощи источника постоянной ЭДС разность потенциалов, то в таком проводнике возникнет электрический ток — электроны придут в поступательное движение от отрицательной клеммы источника ЭДС — к положительной его клемме. Диэлектрики — напротив, не являются проводниками электрического тока, поскольку внутри них нет свободных носителей…

Первое практическое применение магнит нашёл в виде кусочка намагниченной стали, плавающего на пробке в воде или масле. В этом случае одним концом магнит всегда указывает на север, а другим — на юг. Это был первый компас, применённый мореплавателями. Так же давно, за несколько веков до нашей эры, людям было известно, что смолистое вещество — янтарь, если его натереть шерстью, получает на некоторое время способность притягивать лёгкие предметы: обрывки бумаги, кусочки нитки, пушинки. Это явление было названо электрическим. Позднее было замечено, что наэлектризовываться трением…

Для ответа на вопрос «почему же диэлектрик не проводит электрический ток?», сначала давайте вспомним что такое электрический ток, а также назовем условия, соблюдение которых необходимо для возникновения и существования электрического тока. А после этого сравним, как ведут себя проводники и диэлектрики применительно к поиску ответа на данный вопрос. Электрическим током называется упорядоченное, то есть направленное, движение заряженных частиц под действием электрического поля. Таким образом, во-первых, для существования электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц…

Понятие энергии применяется во всех науках. При этом известно, что обладающие энергией тела могут производить работу. Закон сохранения энергии гласит, что энергия не исчезает и не может быть создана из ничего, а выступает в различных своих формах (например, в форме тепловой, механической, световой, электрической энергии и т. д.). Одна форма энергии может переходить в другую, и при этом соблюдаются точные количественные соотношения различных видов энергии. Вообще говоря, переход одной формы энергии в другую никогда не происходит полностью…

Нет сегодня ни одной области техники, где в том или ином виде не использовалось бы электричество. Между тем, с требованиями к электрическим аппаратам связан род тока, питающего их. И хотя переменный ток распространен нынче по всему миру очень широко, есть тем не менее области, где просто не обойтись без постоянного тока. Первыми источниками годного к использованию постоянного тока были гальванические элементы, которые принципиально давали химическим путем именно постоянный ток , представляющий собой поток электронов …

Электричество в наши дни принято определять как «электрические заряды и связанные с ними электромагнитные поля». Само существование электрических зарядов обнаруживается через их силовое воздействие на другие заряды. Пространство вокруг всякого заряда обладает особыми свойствами: в нем действуют электрические силы, проявляющиеся при внесении в это пространство других зарядов. Такое пространство является силовым электрическим полем. Пока заряды неподвижны, пространство между ними обладает свойствами электрического (электростатического) поля…

Нетривиально занятие, скажу я вам. 🙂 Дабы облегчить усвоение материала я вводил ряд упрощений. Совершенно бредовых и антинаучных, но более менее наглядно показывающих суть процесса. Методика «канализационной электрики» успешно показала себя в полевых испытаниях, а посему будет использована и тут. Хочу лишь обратить внимание, что это всего лишь наглядное упрощение, справедливое для общего случая и конкретного момента, чтобы понять суть и к реальной физике процесса не имеющая практически никакого отношения. Зачем оно тогда? А чтобы проще запомнить, что к чему и не путать напряжение и ток и понимать как на все это влияет сопротивление, а то я от студентов такого наслушался…

Ток, напряжение, сопротивление.

Если сравнить электроцепь с канализацией, то источник питания это сливной бачок, текущая вода – ток, давление воды-напряжение, а несущееся по трубам говнище – полезная нагрузка. Чем выше сливной бачок, тем больше потенциальная энергия воды, находящейся в нем, и тем сильней будет напор-ток проходящий по трубам, а значит больше дерьма-нагрузки он сможет смыть.
Кроме текущего дерьма, потоку препятствует трение о стенки труб, образуя потери. Чем толще трубы тем меньше потери (гы гы гы теперь ты помнимаешь почему аудиофилы для своей мощной акустики берут провода потолще;)).
Итак, подведем итог. Электроцепь содержит источник, создающий между своими полюсами разность потенциалов – напряжение. Под действием этого напряжения ток устремляется через нагрузку туда, где потенциал ниже. Движению тока препятствует сопротивление, образуемое из полезной нагрузки и потерь. В результате напряжение-давление ослабевает тем сильней, чем больше сопротивление. Ну, а теперь, положим нашу канализацию в математическое русло.

Закон Ома

Для примера просчитаем простейшую цепь, состоящую из трех сопротивлений и одного источника. Схему я буду рисовать не так как принято в учебниках по ТОЭ, а ближе к реальной принципиальной схеме, где принимают точку нулевого потенциала – корпус, обычно равный минусу питания, а плюс считают точкой с потенциалом равным напряжению питания. Для начала считаем, что напряжение и сопротивления у нас известны, а значит нам нужно найти ток. Сложим все сопротивления (о правилах сложения сопротивлений читай на врезке), дабы получить общую нагрузку и поделим напряжение на получившийся результат – ток найден! А теперь посмотрим как распределяется напряжение на каждом из сопротивлений. Выворачиваем закон Ома наизнанку и начинаем вычислять. U=I*R поскольку ток в цепи един для всех последовательных сопротивлений, то он будет постоянен, а вот сопротивления разные. Итогом стало то, что Uисточника = U1 +U2 +U3 . Исходя из этого принципа можно, например, соединить последовательно 50 лампочек рассчитанных на 4.5 вольта и спокойно запитать от розетки в 220 вольт – ни одна лампочка не перегорит. А что будет если в эту связку, в серединку, всандалить одно здоровенное сопротивление, скажем на КилоОм, а два других взять поменьше – на один Ом? А из расчетов станет ясно, что почти все напряжение выпадет на этом большом сопротивлении.

Закон Кирхгоффа.

Согласно этому закону сумма токов вошедших и вышедших из узела равна нулю, причем токи втекающие в узел принято обозначать с плюсом, а вытекающие с минусом. По аналогии с нашей канализацией – вода из одной мощной трубы разбегается по кучи мелких. Данное правило позволяет вычислять примерный потребляемый ток, что иногда бывает просто необходимо при расчете принципиальных схем.

Мощность и потери
Мощность которая расходуется в цепи выражается как произведение напряжения на ток.
Р = U * I
Потому чем больше ток или напряжение, тем больше мощность. Т.к. резистор (или провода) не выполняет какой либо полезной нагрузки, то мощность, выпадающая него это потери в чистом виде. В данном случае мощность можно через закон ома выразить так:
P= R * I 2

Как видишь, увеличение сопротивления вызывает увеличение мощности расходующееся на потери, а если возрастает ток, то потери увеличиваются в квадратичной зависимости. В резисторе вся моща уходит в нагрев. По этой же причине, кстати, аккумуляторы нагреваются при работе – у них тоже есть внутреннее сопротивление, на котором и происходит рассеяние части энергии.
Вот для чего аудиофилы для своих сверхмощных звуковых систем берут толстенные медные провода с минимальным сопротивлением, чтобы снизить потери мощности, так как токи там бывают немалые.

Есть закон полного тока в цепи, правда на практике мне он никогда не пригождался, но знать его не помешает, поэтому утяни из сети какой либо учебник по ТОЭ (теоретические основы электротехники) лучше для средних учебных заведений, там все гораздо проще и понятней описано – без ухода в высшую математику.

Видео версия статьи:

Начнем пожалуй с понятия электричества. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля. В качестве частиц могут выступать свободные электроны металла, если ток течет по металлическому проводу, или ионы, если ток течет в газе или жидкости.
Есть ещё ток в полупроводниках, но это отдельная тема для разговора. Как пример можно привести высоковольтный трансформатор из микроволновки – сначала электроны бегут по проводам, затем ионы движутся между проводами, соответственно сначала ток идет через металл, а потом через воздух. Вещество называются проводником или полупроводником, если в нём есть частицы, способные переносить электрический заряд. Если таких частиц нет, то такое вещество называется диэлектриком, оно не проводит электричество. Заряженные частицы несут на себе электрический заряд, который измеряется обозначается q в кулонах.
Единица измерения силы тока называется Ампер и обозначается буковой I, ток величиной в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда величиной 1 Кулон за 1 секунду, то есть грубо говоря сила тока измеряется в кулонах секунду. И по сути сила тока это количество электричества, протекающего за единицу времени через поперечное сечение проводника. Чем больше заряженных частиц бежит по проводу, тем соответственно больше ток.
Чтобы заставить заряженные частицы перемещаться от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Напряжение измеряется в вольтах и обозначается буквой V или U. Чтобы получить напряжение величиной 1 Вольт нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж. Согласен, немного непонятно.

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под действием силы тяжести вытекает через трубу. Пусть вода – это электрический заряд, высота водяного столба – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток. Точнее не скорость потока, а количество вытекающей за секунду воды. Вы понимаете, что чем выше уровень воды, тем больше будет давление внизу А чем выше давление внизу, тем больше воды вытечет через трубу, потому что скорость будет выше.. Аналогично чем выше напряжение, тем больший ток будет течь в цепи.

Зависимость между всеми тремя рассмотренными величинами в цепи постоянного тока определяет закон ома, который выражается вот такой формулой, и звучит как сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению. Чем больше сопротивление, тем меньше ток, и наоборот.

Добавлю ещё пару слов про сопротивление. Его можно измерить, а можно посчитать. Допустим у нас есть проводник, имеющий известную длину и площадь поперечного сечения. Квадратный, круглый, неважно. Разные вещества имеют разное удельное сопротивление, и для нашего воображаемого проводника существует вот такая формула, определяющая зависимость между длиной, площадью поперечного сечения и удельным сопротивлением. Удельное сопротивление веществ можно найти в интернете в виде таблиц.
Можно опять же провести аналогию с водой: вода течёт по трубе, пусть труба имеет удельную шершавость. Логично предположить, что чем длиннее и уже труба, тем меньше воды будет по ней протекать за единицу времени. Видите, как всё просто? Формулу даже запоминать не нужно, достаточно представить себе трубу с водой.
Что касается измерения сопротивления, то нужен прибор, омметр. В наше время более популярны универсальные приборы – мультиметры, они измеряют и сопротивление, и ток, и напряжение, и ещё кучу всего. Давайте проведём эксперимент. Я возьму отрезок нихромовой проволоки известной длины и площади сечения, найду удельное сопротивление на сайте где я её купил и посчитаю сопротивление. Теперь этот же кусочек измерю при помощи прибора. Для такого маленького сопротивления мне придется вычесть сопротивление щупов моего прибора, которое равно 0.8 Ом. Вот так вот!
Шкала мультиметра разбита по размерам измеряемых величин, это сделано для более высокой точности измерения. Если я хочу измерить резистор с номиналом 100 кОм, я ставлю рукоятку на большее ближайшее сопротивление. В моём случае это 200 килоом. Если хочу измерить 1 килоом, то ставлю на 2 ком. Это справедливо для измерения остальных величин. То есть на шкале отложены пределы измерения, в который нужно попасть.
Давайте продолжим развлекаться с мультиметром и попробуем измерить остальные изученные величины. Возьму несколько разных источников постоянного тока. Пусть это будет блок питания на 12 вольт, юсб порт и трансформатор, который в своей молодости сделал мой дед.
Напряжение на этих источниках мы можем измерить прямо сейчас, подключив вольтметр параллельно, то есть непосредственно к плюсу и к минусу источников. С напряжением всё понятно, его можно взять и измерить. А вот чтобы измерить силу тока, нужно создать электрическую цепь, по которой будет протекать ток. В электрической цепи обязательно должен быть потребитель, или нагрузка. Давайте подключим потребитель к каждому источнику. Кусочек светодиодной ленты, моторчик и резистор на (160 ом).
Давайте измерим ток, протекающий в цепях. Для этого переключаю мультиметр в режим измерения силы тока и переключаю щуп во вход для тока. Амперметр подключается в цепь последовательно измеряемому объекту. Вот схема, её тоже следует помнить и не путать с подключением вольтметра. Кстати существует такая штуковина как токовые клещи. Они позволяют измерять силу тока в цепи без подключения непосредственно к цепи. То есть не нужно отсоединять провода, просто накидываешь их на провод и они измеряют. Ну ладно, вернёмся к нашему обычному амперметру.

Итак, я измерил все токи. Теперь мы знаем, какой ток потребляется в каждой цепи. Здесь у нас светятся светодиоды, здесь крутится моторчик а здесь…. Так стоять, а че делает резистор? Он не поёт нам песни, не освещает комнату и не вращает никакой механизм. Так на что он тратит целых 90 миллиампер? Так не пойдёт, давайте разбираться. Слышь ты! Ау, он горячий! Так вот куда расходуется энергия! А можно ли как-то посчитать, что здесь за энергия? Оказывается – можно. Закон, описывающий тепловое действие электрического тока был открыт в 19 веке двумя учеными, джеймсом джоулем и эмилием ленцем.
Закон назвали закон джоуля ленца. Он выражается вот такой формулой, и численно показывает, сколько джоулей энергии выделяется в проводнике, в котором течёт ток, за единицу времени. Из этого закона можно найти мощность, которая выделяется на этом проводнике, мощность обозначается английской буквой Р и измеряется в ваттах. Я нашёл вот такую очень крутую табличку, которая связывает все изученные нами на этот момент величины.
Таким образом у меня на столе электрическая мощность идёт на освещение, на совершение механической работы и на нагрев окружающего воздуха. Кстати именно на этом принципе работают различные нагреватели, электрочайники, фены, паяльники и прочее. Там везде стоит тоненькая спираль, которая нагревается под действием тока.

Этот момент стоит учитывать при подведении проводов к нагрузке, то есть прокладка проводки к розеткам по квартире тоже входит в это понятие. Если вы возьмете для подведения к розетке слишком тонкий провод и подключите в эту розетку компьютер, чайник и микроволновку, то провод может нагреться вплоть до возникновения пожара. Поэтому есть вот такая табличка, которая связывает площадь поперечного сечения проводов с максимальной мощностью, которая по этим проводам будет идти. Если вздумаете тянуть провода – не забудьте об этом.

Также в рамках этого выпуска хотелось бы напомнить особенности параллельного и последовательного соединения потребителей тока. При последовательном соединении сила тока одинакова на всех потребителях, напряжение разделилось на части, а общее сопротивление потребителей представляет собой сумму всех сопротивлений. При параллельном соединении напряжение на всех потребителях одинаково, сила тока разделилась, а общее сопротивление вычисляется вот по такой формуле.
Из этого вытекает один очень интересный момент, который можно использовать для измерения силы тока. Допустим нужно измерить силу тока в цепи около 2 ампер. Амперметр с этой задачей не справляется, поэтому можно использовать закон ома в чистом виде. Знаем, что сила тока одинакова при последовательном соединении. Возьмём резистор с очень маленьким сопротивлением и вставим его последовательно нагрузке. Измерим на нём напряжение. Теперь, пользуясь законом ома, найдём силу тока. Как видите, она совпадает с расчётом ленты. Здесь главное помнить, что этот добавочный резистор должен быть как можно меньшего сопротивления, чтобы оказывать минимальное влияние на измерения.

Есть ещё один очень важный момент, о котором нужно знать. Все источники имеют максимальный отдаваемый ток, если этот ток превысить – источник может нагреться, выйти из строя, а в худшем случае ещё и загореться. Самый благоприятный исход это когда источник имеет защиту от перегрузки по току, в таком случае он просто отключит ток. Как мы помним из закона ома, чем меньше сопротивление, тем выше ток. То есть если взять в качестве нагрузки кусок провода, то есть замкнуть источник самого на себя, то сила тока в цепи подскочит до огромных значений, это называется короткое замыкание. Если вы помните начало выпуска, то можете провести аналогию с водой. Если подставить нулевое сопротивление в закон ома то мы получим бесконечно большой ток. На практике такое конечно не происходит, потому что источник имеет внутреннее сопротивление, которое подключено последовательно. Этот закон называется закон ома для полной цепи. Таким образом ток короткого замыкания зависит от величины внутреннего сопротивления источника.
Сейчас давайте вернёмся к максимальному току, который может выдать источник. Как я уже говорил, силу тока в цепи определяет нагрузка. Многие писали мне вк и задавали примерно вот такой вопрос, я его слегка утрирую: саня, у меня есть блок питания на 12 вольт и 50 ампер. Если я подключу к нему маленький кусочек светодиодной ленты, она не сгорит? Нет, конечно же она не сгорит. 50 ампер – это максимальный ток, который способен выдать источник. Если ты подключишь к нему кусочек ленты, она возьмёт свои ну допустим 100 миллиампер, и все. Ток в цепи будет равен 100 миллиампер, и никто никуда не будет гореть. Другое дело, если возьмёшь километр светодиодной ленты и подключишь его к этому блоку питания, то ток там будет выше допустимого, и блок питания скорее всего перегреется и выйдет из строя. Запомните, именно потребитель определяет величину тока в цепи. Этот блок может выдать максимум 2 ампера, и когда я закорачиваю его на болтик, с болтиком ничего не происходит. А вот блоку питания это не нравится, он работает в экстремальных условиях. А вот если взять источник, способный выдать десятки ампер, такая ситуация не понравится уже болтику.

Давайте для примера произведём расчёт блока питания, который потребуется для питания известного отрезка светодиодной ленты. Итак, закупили мы у китайцев катушку светодиодной ленты и хотим запитать три метра этой самой ленты. Для начала идём на страницу товара и пытаемся найти, сколько ватт потребляет один метр ленты. Эту информацию я найти не смог, поэтому есть вот такая табличка. Смотрим, что у нас за лента. Диоды 5050, 60 штук на метр. И видим, что мощность составляет 14 ватт на метр. Я хочу 3 метра, значит мощность будет 42 ватта. Блок питания желательно брать с запасом на 30% по мощности, чтобы он не работал в критическом режиме. В итоге получаем 55 ватт. Ближайший подходящий блок питания будет на 60 ватт. Из формулы мощности выражаем силу тока и находим её, зная, что светодиоды работают при напряжении 12 вольт. Выходит, нам нужен блок с током 5 ампер. Заходим, например, на али, находим, покупаем.
Очень важно знать потребляемый ток при изготовлении всяких USB самоделок. Максимальный ток, который можно взять от USB, составляет 500 миллиампер, и его лучше не превышать.
И напоследок коротенько о технике безопасности. Здесь вы можете видеть, до каких значений электричество считается неопасным для жизни человека.

все об электротехнике и электронике Основы электротехники для начинающих

Содержание:

Существует множество понятий, которые нельзя увидеть собственными глазами и потрогать руками. Наиболее ярким примером служит электротехника, состоящая из сложных схем и малопонятной терминологии. Поэтому очень многие просто отступают перед трудностями предстоящего изучения этой научно-технической дисциплины.

Получить знания в этой области помогут основы электротехники для начинающих, изложенные доступным языком. Подкрепленные историческими фактами и наглядными примерами, они становятся увлекательными и понятными даже для тех, кто впервые столкнулся с незнакомыми понятиями. Постепенно продвигаясь от простого к сложному, вполне возможно изучить представленные материалы и использовать их в практической деятельности.

Понятия и свойства электрического тока

Электрические законы и формулы требуются не только для проведения каких-либо расчетов. Они нужны и тем, кто на практике выполняет операции, связанные с электричеством. Зная основы электротехники можно логическим путем установить причину неисправности и очень быстро ее устранить.

Суть электрического тока заключается в движении заряженных частиц, переносящих электрический заряд от одной до другой точки. Однако при беспорядочном тепловом движении заряженных частиц, по примеру свободных электронов в металлах, переноса заряда не происходит. Перемещение электрического заряда через поперечное сечение проводника происходит лишь при условии участия ионов или электронов в упорядоченном движении.

Электрический ток всегда протекает в определенном направлении. О его наличии свидетельствуют специфические признаки:

  • Нагревание проводника, по которому протекает ток.
  • Изменение химического состава проводника под действием тока.
  • Оказание силового воздействия на соседние токи, намагниченные тела и соседние токи.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. В первом случае все его параметры остаются неизменными, а во втором — периодически происходит изменение полярности от положительной к отрицательной. В каждом полупериоде изменяется направление потока электронов. Скорость таких периодических изменений представляет собой частоту, измеряемую в герцах

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется , измеряемой в амперах .

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как . Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица — вольт . Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление , измеряемое в омах . Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока — 1 А.

Закон Ома

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и . Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

  1. Сила тока: I = U/R (ампер).
  2. Напряжение: U = I x R (вольт).
  3. Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким — на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов — напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Энергия и мощность в электротехнике

В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность , связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.

Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P = I x U, единицей измерения служит . Он означает перемещение одним вольтом через сопротивление в один ом.

Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.

Электрика для чайников: основы электроники

Предлагаем небольшой материал по теме: «Электричество для начинающих». Он даст первоначальное представление о терминах и явлениях, связанных с движением электронов в металлах.

Особенности термина

Электричество представляет собой энергию маленьких заряженных частиц, движущихся в проводниках в определенном направлении.

При постоянном токе не наблюдается изменения его величины, а также направления движения за определенный промежуток времени. Если в качестве источника тока выбирается гальванический элемент (батарейка), в таком случае заряд движется упорядоченно: от отрицательного полюса к положительному концу. Процесс продолжается до тех пор, пока он полностью не исчезнет.

Переменный ток периодически изменяет величину, а также направление движения.

Схема передачи переменного тока

Попробуем понять, что такое фаза в слово слышали все, но далеко не всем понятен его истинный смысл. Не будем углубляться в детали и подробности, выберем только тот материал, который необходим домашнему мастеру. Трехфазная сеть является способом передачи электрического тока, при котором по трем разным проводам протекает ток, а по одному идет его возврат. Например, в электрической цепи есть два провода.

По первому проводу к потребителю, например, к чайнику, идет ток. Второй провод используется для его возвращения. При размыкании такой цепи, прохождения электрического заряда внутри проводника не будет. Данная схема описывает однофазную цепь. в электричестве? Фазой считают провод, по которому протекает электрический ток. Нулевым называют провод, по которому осуществляется возврат. В трехфазной цепи присутствует сразу три фазных провода.

Электрический щиток в квартире необходим для тока по всем помещениям. считают экономически целесообразными, поскольку для них не нужны два При подходе к потребителю, идет разделение тока на три фазы, причем в каждой есть по нолю. Заземлитель, который используется в однофазной сети, не несет рабочей нагрузки. Он является предохранителем.

К примеру, при возникновении короткого замыкания появляется угроза удара током, пожара. Для предотвращения такой ситуации, величина тока не должна превышать безопасный уровень, избыток уходит в землю.

Пособие «Школа для электрика» поможет начинающих мастерам справляться с некоторыми поломками бытовых приборов. Например, если возникли проблемы при функционировании электрического двигателя стиральной машины, ток будет попадать на внешний металлический корпус.

При отсутствии заземления заряд будет распределяться по машине. При прикосновении к ней руками, в роли заземлителя выступит человек, получив удар электрическим током. При наличии провода заземления такой ситуации не возникнет.

Особенности электротехники

Пособие «Электричество для чайников» пользуется популярностью у тех, кто далек от физики, но планирует использовать эту науку в практических целях.

Датой появления электротехники считают начало девятнадцатого века. Именно в это время был создан первый источник тока. Открытия, сделанные в области магнетизма и электричества, сумели обогатить науку новыми понятиями и фактами, обладающими важным практическим значением.

Пособие «Школа для электрика» предполагает знакомство с основными терминами, касающимися электричества.

Во многих сборниках по физике есть сложные электрические схемы, а также разнообразные непонятные термины. Для того чтобы новички могли разобраться во всех тонкостях данного раздела физики, было разработано специальное пособие «Электричество для чайников». Экскурсию в мир электрона необходимо начинать с рассмотрения теоретических законов и понятий. Наглядные примеры, исторические факты, используемые в книге «Электричество для чайников», помогут начинающим электрикам усваивать знания. Для проверки успеваемости можно использовать задания, тесты, упражнения, связанные с электричеством.

Если вы понимаете, что у вас недостаточно теоретических знаний для того, чтобы самостоятельно справиться с подключением электрической проводки, обратитесь к справочникам для «чайников».

Безопасность и практика

Для начала нужно внимательно изучить раздел, касающийся техники безопасности. В таком случае во время работ, связанных с электричеством, не будет возникать чрезвычайных ситуаций, опасных для здоровья.

Для того чтобы на практике реализовать теоретические знания, полученные после самостоятельного изучения основ электротехники, можно начать со старой бытовой техники. До начала ремонта обязательно ознакомьтесь с инструкцией, прилагаемой к прибору. Не забывайте, что с электричеством шутить не нужно.

Электрический ток связан с передвижением электронов в проводниках. Если вещество не способно проводить ток, его называют диэлектриком (изолятором).

Для движения свободных электронов от одного полюса к другому между ними должна существовать определенная разность потенциалов.

Интенсивность тока, проходящего через проводник, связана с количеством электронов, проходящих через поперечное сечение проводника.

На скорость прохождения тока влияет материал, длина, площадь сечения проводника. При увеличении длины провода, увеличивается его сопротивление.

Заключение

Электричество является важным и сложным разделом физики. Пособие «Электричество для чайников» рассматривает основные величины, характеризующие эффективность работы электрических двигателей. Единицами измерения напряжения являются вольты, ток определяется в амперах.

У любого существует определенная мощность. Она подразумевает количество электричества, вырабатываемое прибором за определенный промежуток времени. Потребители энергии (холодильники, стиральные машины, чайники, утюги) также имеют мощность, расходуя электричество во время работы. При желании можно провести математические расчеты, определить примерную плату за каждый бытовой прибор.

Нетривиально занятие, скажу я вам. 🙂 Дабы облегчить усвоение материала я вводил ряд упрощений. Совершенно бредовых и антинаучных, но более менее наглядно показывающих суть процесса. Методика «канализационной электрики» успешно показала себя в полевых испытаниях, а посему будет использована и тут. Хочу лишь обратить внимание, что это всего лишь наглядное упрощение, справедливое для общего случая и конкретного момента, чтобы понять суть и к реальной физике процесса не имеющая практически никакого отношения. Зачем оно тогда? А чтобы проще запомнить, что к чему и не путать напряжение и ток и понимать как на все это влияет сопротивление, а то я от студентов такого наслушался…

Ток, напряжение, сопротивление.

Если сравнить электроцепь с канализацией, то источник питания это сливной бачок, текущая вода – ток, давление воды-напряжение, а несущееся по трубам говнище – полезная нагрузка. Чем выше сливной бачок, тем больше потенциальная энергия воды, находящейся в нем, и тем сильней будет напор-ток проходящий по трубам, а значит больше дерьма-нагрузки он сможет смыть.
Кроме текущего дерьма, потоку препятствует трение о стенки труб, образуя потери. Чем толще трубы тем меньше потери (гы гы гы теперь ты помнимаешь почему аудиофилы для своей мощной акустики берут провода потолще;)).
Итак, подведем итог. Электроцепь содержит источник, создающий между своими полюсами разность потенциалов – напряжение. Под действием этого напряжения ток устремляется через нагрузку туда, где потенциал ниже. Движению тока препятствует сопротивление, образуемое из полезной нагрузки и потерь. В результате напряжение-давление ослабевает тем сильней, чем больше сопротивление. Ну, а теперь, положим нашу канализацию в математическое русло.

Закон Ома

Для примера просчитаем простейшую цепь, состоящую из трех сопротивлений и одного источника. Схему я буду рисовать не так как принято в учебниках по ТОЭ, а ближе к реальной принципиальной схеме, где принимают точку нулевого потенциала – корпус, обычно равный минусу питания, а плюс считают точкой с потенциалом равным напряжению питания. Для начала считаем, что напряжение и сопротивления у нас известны, а значит нам нужно найти ток. Сложим все сопротивления (о правилах сложения сопротивлений читай на врезке), дабы получить общую нагрузку и поделим напряжение на получившийся результат – ток найден! А теперь посмотрим как распределяется напряжение на каждом из сопротивлений. Выворачиваем закон Ома наизнанку и начинаем вычислять. U=I*R поскольку ток в цепи един для всех последовательных сопротивлений, то он будет постоянен, а вот сопротивления разные. Итогом стало то, что Uисточника = U1 +U2 +U3 . Исходя из этого принципа можно, например, соединить последовательно 50 лампочек рассчитанных на 4.5 вольта и спокойно запитать от розетки в 220 вольт – ни одна лампочка не перегорит. А что будет если в эту связку, в серединку, всандалить одно здоровенное сопротивление, скажем на КилоОм, а два других взять поменьше – на один Ом? А из расчетов станет ясно, что почти все напряжение выпадет на этом большом сопротивлении.

Закон Кирхгоффа.

Согласно этому закону сумма токов вошедших и вышедших из узела равна нулю, причем токи втекающие в узел принято обозначать с плюсом, а вытекающие с минусом. По аналогии с нашей канализацией – вода из одной мощной трубы разбегается по кучи мелких. Данное правило позволяет вычислять примерный потребляемый ток, что иногда бывает просто необходимо при расчете принципиальных схем.

Мощность и потери
Мощность которая расходуется в цепи выражается как произведение напряжения на ток.
Р = U * I
Потому чем больше ток или напряжение, тем больше мощность. Т.к. резистор (или провода) не выполняет какой либо полезной нагрузки, то мощность, выпадающая него это потери в чистом виде. В данном случае мощность можно через закон ома выразить так:
P= R * I 2

Как видишь, увеличение сопротивления вызывает увеличение мощности расходующееся на потери, а если возрастает ток, то потери увеличиваются в квадратичной зависимости. В резисторе вся моща уходит в нагрев. По этой же причине, кстати, аккумуляторы нагреваются при работе – у них тоже есть внутреннее сопротивление, на котором и происходит рассеяние части энергии.
Вот для чего аудиофилы для своих сверхмощных звуковых систем берут толстенные медные провода с минимальным сопротивлением, чтобы снизить потери мощности, так как токи там бывают немалые.

Есть закон полного тока в цепи, правда на практике мне он никогда не пригождался, но знать его не помешает, поэтому утяни из сети какой либо учебник по ТОЭ (теоретические основы электротехники) лучше для средних учебных заведений, там все гораздо проще и понятней описано – без ухода в высшую математику.

Каждый из нас, когда начинает увлекаться чем-то новым, сразу кидается в «пучину страсти» пытаясь выполнить или реализовать непростые проекты самоделок . Так было и со мной, когда я увлекся электроникой. Но как обычно бывает – первые неудачи поубавили запал. Однако отступать я не привык и начал систематически (буквально с азов) постигать таинства мира электроники. Так и родилось «руководство для начинающих технарей»

Шаг 1: Напряжение, ток, сопротивление

Эти понятия являются фундаментальными и без знакомства с ними продолжать обучение основам было бы бессмысленно. Давайте просто вспомним, что каждый материал состоит из атомов, а каждый атом в свою очередь имеет три типа частиц. Электрон — одна из этих частицы, имеет отрицательный заряд. Протоны же имеют положительный заряд. В проводящих материалах (серебро, медь, золото, алюминий и т.д.) есть много свободных электронов, которые перемещаются хаотично. Напряжение является той силой, которая заставляет электроны перемещаться в определенном направлении. Поток электронов, который движется в одном направлении, называется током. Когда электроны перемещаются по проводнику, то они сталкиваются с неким трением. Это трение называют сопротивлением. Сопротивление «ужимает» свободное перемещения электронов, таким образом снижая величину тока.

Более научное определение тока – скорость изменения количество электронов в определенном направлении. Единица измерения тока — Ампер (I). В электронных схемах протекающий ток лежит в диапазоне миллиампера (1 ампер = 1000 миллиампер). Например, свойственный ток для светодиода 20mA.

Единица измерения напряжения – Вольт (В). Батарея – является источником напряжения. Напряжение 3В, 3.3В, 3.7В и 5В является наиболее распространенным в электронных схемах и устройствах.

Напряжение является причиной, а ток – результатом.

Единица измерения сопротивления – Ом (Ω).

Шаг 2: Источник питания

Аккумуляторная батарея — источник напряжения или «правильно» источник электроэнергии. Батарея производит электроэнергию за счет внутренней химической реакции. На внешней стороне у неё присутствуют две клеммы. Одна из них является положительным выводом (+ V), а другая отрицательным (-V), или «землёй». Обычно источники питания бывают двух типов.

  • Батареи;
  • Аккумуляторы.

Батарейки используются один раз, а затем утилизируются. Аккумуляторы могут быть использованы несколько раз. Батарейки бывают разных форм и размеров, от миниатюрных, используемых для питания слуховых аппаратов и наручных часов до батарей размером с комнату, которые обеспечивают резервное питание для телефонных станций и компьютерных центров. В зависимости от внутреннего состава источники питания могут быть разных типов. Несколько наиболее распространённых типов, используемых в робототехнике и технических проектах:

Батареи 1,5 В

Батарейки с таким напряжением могут иметь различные размеры. Наиболее распространённые размеры АА и ААА. Диапазон ёмкости от 500 до 3000 мАч.

3В литиевая «монетка»

Все эти литиевые элементы рассчитаны номинально на 3 В (при нагрузке) и с напряжением холостого хода около 3,6 вольт. Ёмкость может достигать от 30 до 500мAч. Широко используется в карманных устройствах за счёт их крошечных размеров.

Никель-металлогидридные (NiМГ)

Эти батареи имеют высокую плотность энергии и могут заряжаться почти мгновенно. Другая важная особенность — цена. Такие аккумуляторы дешёвые (в сравнение с их размерами и ёмкостями). Этот тип батареи часто используется в робототехнических самоделках .

3.7 В литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы

Они имеют хорошую разряжающую способность, высокую плотность энергии, отличную производительность и небольшой размер. Литий-полимерный аккумулятор широко используется в робототехнике.

9-вольтовая батарея

Наиболее распространенная форма — прямоугольная призма с округленными краями и клеммами, что расположены сверху. Ёмкость составляет около 600 мАч.

Свинцово-кислотные

Свинцово-кислотные аккумуляторы являются рабочей лошадкой всей радио-электронной промышленности. Они невероятно дешёвы, перезаряжаются и их легко купить. Свинцово-кислотные аккумуляторы используются в машиностроении, UPS (источниках бесперебойного питания), робототехнике и других системах, где необходим большой запас энергии, а вес не так важен. Наиболее распространенными являются напряжения 2В, 6В, 12В и 24В.

Последовательно-параллельное соединение батарей

Источник питания может быть подключен последовательно или параллельно. При подключении последовательно величина напряжения увеличивается, а когда подключение параллельное – увеличивается текущая величина тока.

Существует два важных момента относительно батарей:

Емкость является мерой (как правило, в Aмп-ч) заряда, хранящейся в батарее, и определяется массой активного материала, содержащегося в ней. Ёмкость представляет собой максимальное количество энергии, которую можно извлечь при определенно заданных условиях. Тем не менее, фактические возможности хранения энергии аккумулятора могут значительно отличаться от номинального заявленного значения, а ёмкость батареи сильно зависит от возраста и температуры, режимов зарядки или разрядки.

Ёмкость батареи измеряется в ватт-часах (Вт*ч), киловатт-часах (кВт-ч), ампер-часах (А*ч) или миллиампер-час (мА * ч). Ватт-час – это напряжение (В) умноженное на силу тока(I) (получаем мощность – единица измерения Ватты (Вт)), которое может выдавать батарея определенный период времени (как правило, 1 час). Так как напряжение фиксируемое и зависит от типа аккумулятора (щелочные, литиевые, свинцово-кислотные, и т.д.), часто на внешней оболочке отмечают лишь Ач или мАч (1000 мАч = 1Aч). Для более продолжительной работы электронного устройства необходимо брать батареи с низким током утечки. Чтобы определить срок службы аккумулятора, разделите ёмкость на фактический ток нагрузки. Цепь, которая потребляет 10 мА и питается от 9-вольтной батареи будет работать около 50 часов: 500 мАч / 10 мА = 50 часов.

Во многих типах аккумуляторов, вы не можете «забрать» энергию полностью (другими словами, аккумулятор не может быть полностью разряжен), не нанося серьезный, и часто непоправимый ущерб химическим составляющим. Глубина разрядки (DOD) аккумулятора определяет долю тока, которая может быть извлечена. Например, если DOD определено производителем как 25%, то только 25% от ёмкости батареи может быть использовано.

Темпы зарядки/разрядки влияют на номинальную ёмкость батареи. Если источник питания разряжается очень быстро (т.е., ток разряда высокий), то количество энергии, которое может быть извлечено из батареи снижается и ёмкость будет ниже. С другой стороны если батарея разряжается очень медленно (используется низкий ток), то ёмкость будет выше.

Температура батареи также будет влиять на ёмкость. При более высоких температурах ёмкость аккумулятора, как правило, выше, чем при более низких температурах. Тем не менее, намеренное повышение температуры не является эффективным способом повышения ёмкости аккумулятора, так как это также уменьшает срок службы самого источника питания.

С-Ёмкость: Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно её емкости. Большинство батарей, за исключением свинцово-кислотных, оценено в 1C. Например, батарея с ёмкостью 1000mAh, выдает 1000mA в течение одного часа, если уровень – 1C. Та же батарея, с уровнем 0.5C, выдает 500mA в течение двух часов. С уровнем 2C, та же батарея выдает 2000mA в течение 30 минут. 1C часто упоминается как одночасовой разряд; 0.5C – как двухчасовой и 0.1C – как 10-часовой.

Ёмкость батареи обычно измеряется с помощью анализатора. Анализаторы тока отображают информацию в процентах отталкиваясь от значения номинальной ёмкости. Новая батарея иногда выдает больше 100 % тока. В таком случае, батарея просто оценена консервативно и может выдержать более длительное время, чем указанно производителем.

Зарядное устройство может быть подобрано с точки зрения ёмкости батареи или величины C. Например зарядное устройство с номиналом C/10 полностью зарядит батарею через 10 часов, зарядное устройство с номиналом в 4C, зарядило бы аккумулятор через 15 минут. Очень быстрые темпы зарядки (1 час или менее) обычно требуют того, чтобы зарядное устройство тщательно контролировало параметры аккумулятора, такие как предельное напряжение и температура, чтобы предотвратить перезаряд и повреждения батареи.

Напряжение гальванического элемента определяется химическими реакциями, что проходят внутри него. Например, щелочные элементы – 1.5 В, все свинцово- кислотные – 2 В, а литиевые – 3 В. Батареи могут состоять из нескольких ячеек, поэтому вы редко, где сможете увидеть 2-вольтовую свинцово-кислотную батарею. Обычно они соединены вместе внутри, чтобы выдавать 6 В, 12 В или 24 В. Не стоит забывать о том, что номинальное напряжение в «1.5-вольтовой» батарее типа AA фактически начинается с 1.6 В, затем быстро опускается к 1.5, после чего медленно дрейфует вниз к 1.0 В, при котором батарею уже принято считать ‘разряженной’.

Как лучше выбрать батарею для поделки ?

Как вы уже поняли, в свободном доступе, можно найти много типов батарей с разным химическим составом, таким образом, не легко выбрать, какое питание является лучшим для именно вашего проекта. Если проект очень энергозависимый (большие системы звука и моторизованные самоделки ) следует выбирать свинцово-кислотную батарею. Если вы хотите построить переносную поделку , которая будет потреблять небольшой ток, то следует выбрать литиевую батарею. Для любого портативного проекта (легкий вес и умеренное питание) выбираем литиево-ионный аккумулятор. Вы можете выбрать более дешёвый аккумулятор на основе метало-никелевого гидрида (NIMH), хотя они более тяжёлые, но не уступают литиево-ионным в остальных характеристиках. Если вы хотели бы сделать энергоёмкий проект то литиево-ионный щелочной (LiPo) аккумулятор будет лучшим вариантом, потому что он имеет маленькие размеры, лёгок по сравнению с другими типами батарей, перезаряжается очень быстро и выдаёт ток высокого значения.

Хотите, чтобы Ваши аккумуляторы прослужили долгое время? Используйте высококачественное зарядное устройство, которое имеет датчики для поддержания надлежащего уровня заряда и подзарядки малым током. Дешёвое зарядное устройство убьёт ваши аккумуляторы.

Шаг 3: Резисторы

Резистор — очень простой и наиболее распространённый элемент на схемах. Он применяется для того, чтобы управлять или ограничивать ток в электрической цепи.

Резисторы — пассивные компоненты, которые только потребляют энергию (и не могут производить её). Резисторы, как правило, добавляются в цепь, где они дополняют активные компоненты, такие как ОУ, микроконтроллеры и другие интегральные схемы. Обычно они используются, чтобы ограничить ток, разделить напряжения и линии ввода/вывода.

Сопротивление резистора измеряется в Омах. Большие значения могут быть сопоставлены с префиксом кило-, мега-, или гига, чтобы сделать значения легко читаемыми. Часто можно увидеть резисторы с меткой кОм и МОм диапазоне (гораздо реже мОм резисторы). Например, 4,700Ω резистор эквивалентен 4.7kΩ резистору и 5,600,000Ω резистор можно записать в виде 5,600kΩ или (более обычно) 5.6MΩ.

Существуют тысячи различных типов резисторов и множество фирм, что их производят. Если брать грубую градацию то существуют два вида резисторов:

  • с чётко заданными характеристиками;
  • общего назначения, чьи характеристики могут «гулять» (производитель сам указывает возможное отклонение).

Пример общих характеристик:

  • Температурный коэффициент;
  • Коэффициент напряжения;
  • Частотный диапазон;
  • Мощность;
  • Физический размер.

По своим свойствам резисторы могут быть классифицированы как:

Линейный резистор — тип резистора, сопротивление которого остается постоянным с увеличением разности потенциалов (напряжения), что прикладываются к нему (сопротивление и ток, что проходит через резистор не изменяется от приложенного напряжения). Особенности вольт-амперной характеристики такого резистора — прямая линия.

Не линейный резистор – это резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от значения прикладываемого напряжения или протекающего через него тока. Это тип имеет нелинейную вольт-амперную характеристику и не строго следует закону Ома.

Есть несколько типов нелинейных резисторов:

  • Резисторы ОТК (Отрицательный Температурный Коэффициент) — их сопротивление понижается с повышением температуры.
  • Резисторы ПЕК (Положительный Температурный Коэффициент) — их сопротивление увеличивается с повышением температуры.
  • Резисторы ЛЗР (Светло-зависимые резисторы) — их сопротивление изменяется с изменением интенсивности светового потока.
  • Резисторы VDR (Вольт зависимые резисторы) — их сопротивление критически понижается, когда значение напряжения превышает определенное значение.

Не линейные резисторы используются в различных проектах. ЛЗР используется в качестве датчика в различных робототехнических проектах.

Кроме этого, резисторы бывают с постоянным и переменным значением:

Резисторы постоянного значения — типы резисторов, значение которых уже установлено, при производстве и не может быть изменено во время использования.

Переменный резистор или потенциометр – тип резистора, значение которого может быть изменено во время использования. Этот тип обычно имеет вал, который поворачивается или перемещается вручную для изменения значения сопротивления в фиксированном диапазоне, например, от. 0 кОм до 100 кОм.

Магазин сопротивлений:

Этот тип резистора состоит из «упаковки», в которой содержится два или более резисторов. Он имеет несколько терминалов, благодаря которым может быть выбрано значение сопротивления.

По составу резисторы бывают:

Углеродные:

Сердечник таких резисторов отливается из углерода и связующего вещества, создающих требуемое сопротивление. Сердечник имеет чашеобразные контакты, удерживающие стержень резистора с каждой стороны. Весь сердечник заливается материалом (наподобие бакелита) в изолированном корпусе. Корпус имеет пористую структуру, поэтому углеродные композиционные резисторы чувствительны к относительной влажности окружающей среды.

Эти типы резисторов обычно производит шум в цепи за счёт электронов, проходящих через углеродные частицы, таким образом, эти резисторы, не используются в «важных» схемах, хотя они дешевле.

Осаждения углерода:

Резистор, который сделан путём нанесения тонкого слоя углерода вокруг керамического стержня — называется углеродо-осаждённым резистором. Он изготавливается путем нагревания керамических стержней внутри колбы метана и осаждением углерода вокруг них. Значение резистора определяется количеством углерода, осажденного вокруг керамического стержня.

Пленочный резистор:

Резистор выполнен путем осаждения распыляемого металла в вакууме на керамическую основу прута. Эти типы резисторов очень надежны, имеют высокую устойчивость, а также имеют высокий температурный коэффициент. Хотя они дороже по сравнению с другими, но используются в основных системах.

Проволочный резистор:

Проволочный резистор изготовлен путем намотки металлической проволоки вокруг керамического сердечника. Металлический провод представляет собой сплав различных металлов подобранных согласно заявленным особенностям и сопротивлениям требуемого резистора. Эти тип резистора имеет высокую стабильность, а также выдерживает большие мощности, но, как правило, они более громоздкие по сравнению с другими типами резисторов.

Метало-керамические:

Эти резисторы изготовлены путем обжига некоторых металлов, смешанные с керамикой на керамической подложке. Доля смеси в смешанном метало-керамическом резисторе определяет значение сопротивления. Этот тип очень стабилен, а также имеет точно вымеренное сопротивление. Их в основном используют для поверхностного монтажа на печатных платах.

Прецизионные резисторы:

Резисторы, значение сопротивлений которых лежит в пределах допуска, поэтому они очень точны (номинальная величина находится в узком диапазоне).

Все резисторы имеют допуск, который даётся в процентах. Допуск говорит нам, насколько близко к номинальному значению сопротивления может изменяться. Например, 500Ω резистор, который имеет значение допуска 10%, может иметь сопротивление между 550Ω или 450Ω. Если же резистор имеет допуск 1%, сопротивление будет меняться только на 1%. Таким образом, 500Ω резистор может варьироваться от 495Ω 505Ω.

Прецизионный резистор — резистор, у которого уровень допуска всего 0.005%.

Плавкий резистор:

Проволочный резистор, разработан таким образом, чтобы легко перегореть, когда номинальная мощность превысет граничный порог. Таким образом плавкий резистор имеет две функции. Когда питание не превышено, он служит ограничителем тока. Когда номинальная мощность превышена, оа функционирует как предохранитель, после перегорания цепь становится разорванной, что защищает компоненты от короткого замыкания.

Терморезисторы:

Теплочувствительный резистор, значение сопротивления которого изменяется с изменением рабочей температуры.

Терморезисторы показывают или положительный температурный коэффициент (PTC) или отрицательный температурный коэффициент (NTC).

Насколько изменяется сопротивление с изменениями рабочей температуры зависит от размера и конструкции терморезистора. Всегда лучше проверить справочные данные, чтобы узнать все спецификации терморезисторов.

Фоторезисторы:

Резисторы, сопротивление которых меняется в зависимости от светового потока, что падает на его поверхность. В тёмной среде сопротивление фоторезистора очень высоко, несколько M Ω. Когда интенсивный свет попадает на поверхность, сопротивление фоторезистора существенно падает.

Таким образом фоторезисторы — переменные резисторы, сопротивление которых зависит от количества света, что падает на его поверхность.

Выводные и безвыводные типы резисторов:

Выводные резисторы: Этот тип резисторов использовался в самых первых электронных схемах. Компоненты подключались к выводным клеммам. С течением времени, начали использоваться печатные платы, в монтажные отверстия которых впаивались выводы радиоэлементов.

Резисторы поверхностного монтажа:

Этот тип резистора всё более часто стали использовать начиная с введения технологии поверхностного монтажа. Обычно этот тип резистора создается путём использования тонкоплёночной технологии.

Шаг 4: Стандартные или общие значения резисторов

Система обозначений имеет свои истоки, которые выходят с начала прошлого века, когда большинство резисторов были углеродными с относительно плохими производственными допусками. Объяснение довольно простое – используя 10% допуск можно уменьшить число выпускаемых резисторов. Было бы малоэффективно производить резисторы с сопротивлением 105 Ом, так как 105 находится в пределах 10%-го диапазона допуска резистора на 100 Ом. Следующая рыночная категория составляет 120 Ом, потому что у резистора на 100 Ом с 10%-й терпимостью, будет диапазон между 90 и 110 Ом. У резистора на 120 Ом диапазон лежит между 110 и 130 Ом. По этой логики предпочтительно выпускать резисторы с 10% допуском 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330 и так далее (соответственно округлены). Это — ряд E12, показанный ниже.

Терпимость 20% E6,

Терпимость 10% E12,

Терпимость 5% E24 (и обычно 2%-я терпимость),

Терпимость 2% E48,

E96 1% терпимости,

E192 0,5, 0,25, 0,1% и выше допуски.

Стандартные значения резисторов:

Е6 серии: (20% допуска) 10, 15, 22, 33, 47, 68

E12 серии: (10% допуска) 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82

E24 серии: (5% допуска) 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91

E48 серии: (2% допуска) 100, 105, 110, 115, 121, 127, 133, 140, 147, 154, 162, 169, 178, 187, 196, 205, 215, 226, 237, 249, 261, 274, 287, 301, 316, 332, 348, 365, 383, 402, 422, 442, 464, 487, 511, 536, 562, 590, 619, 649, 681, 715, 750, 787, 825, 866, 909, 953

E96 серии: (1% допуска) 100, 102, 105, 107, 110, 113, 115, 118, 121, 124, 127, 130, 133, 137, 140, 143, 147, 150, 154, 158, 162, 165, 169, 174, 178, 182, 187, 191, 196, 200, 205, 210, 215, 221, 226, 232, 237, 243, 249, 255, 261, 267, 274, 280, 287, 294, 301, 309, 316, 324, 332, 340, 348, 357, 365, 374, 383, 392, 402, 412, 422, 432, 442, 453, 464, 475, 487, 491, 511, 523, 536, 549, 562, 576, 590, 604, 619, 634, 649, 665, 681, 698, 715, 732, 750, 768, 787, 806, 825, 845, 866, 887, 909, 931, 959, 976

E192 серии: (0,5, 0,25, 0,1 и 0,05% допуска) 100, 101, 102, 104, 105, 106, 107, 109, 110, 111, 113, 114, 115, 117, 118, 120, 121, 123, 124, 126, 127, 129, 130, 132, 133, 135, 137, 138, 140, 142, 143, 145, 147, 149, 150, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 165, 167, 169, 172, 174, 176, 178, 180, 182, 184, 187, 189, 191, 193, 196, 198, 200, 203, 205, 208, 210, 213, 215, 218, 221, 223, 226, 229, 232, 234, 237, 240, 243, 246, 249, 252, 255, 258, 261, 264, 267, 271, 274, 277, 280, 284, 287, 291, 294, 298, 301, 305, 309, 312, 316, 320, 324, 328, 332, 336, 340, 344, 348, 352, 357, 361, 365, 370, 374, 379, 383, 388, 392, 397, 402, 407, 412, 417, 422, 427, 432, 437, 442, 448, 453, 459, 464, 470, 475, 481, 487, 493, 499, 505, 511, 517, 523, 530, 536, 542, 549, 556, 562, 569, 576, 583, 590, 597, 604, 612, 619, 626, 634, 642, 649, 657, 665, 673, 681, 690, 698, 706, 715, 723, 732, 741, 750, 759, 768, 777, 787, 796, 806, 816, 825, 835, 845, 856, 866, 876, 887, 898, 909, 920, 931, 942, 953, 965, 976, 988

При разработке оборудования лучше всего придерживаться самого низкого раздела, т.е. лучше использовать E6, а не E12. Таким образом, чтобы число различных групп в любом оборудовании было минимизировано.

Продолжение следует

Прежде чем приступить к работам, связанным с электричеством, необходимо немного «подковаться» теоретически в этом вопросе. Если говорить просто, то обычно под электричеством подразумевается это движение электронов под действием электромагнитного поля. Главное — понять, что электричество — энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении.

Постоянный ток практически не меняет своего направления и величины во времени. Допустим, в обычной батарейке постоянный ток. Тогда заряд будет перетекать от минуса к плюсу, не меняясь, пока не иссякнет.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения и величину.

Представьте ток как поток воды, текущий по трубе. Через какой-то промежуток времени (например, 5 с) вода будет устремляться то в одну сторону, то в другую. С током это происходит намного быстрее — 50 раз в секунду (частота 50 Гц). В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком. На вопрос, почему так происходит и зачем нужен такой ток, можно ответить, что получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного.

Получение и передача переменного тока тесно связаны с таким устройством, как трансформатор. Генератор, который вырабатывает переменный ток, по устройству гораздо проще, чем генератор постоянного тока. Кроме того, для передачи энергии на дальнее расстояние переменный ток подходит лучше всего. С его помощью при этом теряется меньше энергии.

При помощи трансформатора (специального устройства в виде катушек) переменный ток преобразуется с низкого напряжения на высокое и наоборот, как это представлено на иллюстрации. Именно по этой причине большинство приборов работает от сети, в которой ток переменный. Однако постоянный ток также применяется достаточно широко — во всех видах батарей, в химической промышленности и некоторых других областях.

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это обязательно. Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть — это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например, к чайнику), а по другому возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи.

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120 °C. Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике. Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически — не нужны еще два нулевых провода.

Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы. Об этом будет рассказано позднее. Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предохранителем. Это можно объяснить на примере. В случае, когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток электричества в буквальном смысле слова уходит в землю.

Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора. Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током. При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что но- левой проводник также может быть заземлением и, в принципе, им и является, но только на электростанции. Ситуация, когда в доме нет заземления, небезопасна. Как с ней справиться, не меняя всю проводку в доме, будет рассказано в дальнейшем.

Внимание!

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нулевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте. При обрыве нулевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

Справочник электрика для чайников — Стройпортал Biokamin-Doma.ru

Основы электротехники для начинающих

Существует множество понятий, которые нельзя увидеть собственными глазами и потрогать руками. Наиболее ярким примером служит электротехника, состоящая из сложных схем и малопонятной терминологии. Поэтому очень многие просто отступают перед трудностями предстоящего изучения этой научно-технической дисциплины.

Получить знания в этой области помогут основы электротехники для начинающих, изложенные доступным языком. Подкрепленные историческими фактами и наглядными примерами, они становятся увлекательными и понятными даже для тех, кто впервые столкнулся с незнакомыми понятиями. Постепенно продвигаясь от простого к сложному, вполне возможно изучить представленные материалы и использовать их в практической деятельности.

Понятия и свойства электрического тока

Электрические законы и формулы требуются не только для проведения каких-либо расчетов. Они нужны и тем, кто на практике выполняет операции, связанные с электричеством. Зная основы электротехники можно логическим путем установить причину неисправности и очень быстро ее устранить.

Суть электрического тока заключается в движении заряженных частиц, переносящих электрический заряд от одной до другой точки. Однако при беспорядочном тепловом движении заряженных частиц, по примеру свободных электронов в металлах, переноса заряда не происходит. Перемещение электрического заряда через поперечное сечение проводника происходит лишь при условии участия ионов или электронов в упорядоченном движении.

Электрический ток всегда протекает в определенном направлении. О его наличии свидетельствуют специфические признаки:

  • Нагревание проводника, по которому протекает ток.
  • Изменение химического состава проводника под действием тока.
  • Оказание силового воздействия на соседние токи, намагниченные тела и соседние токи.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. В первом случае все его параметры остаются неизменными, а во втором – периодически происходит изменение полярности от положительной к отрицательной. В каждом полупериоде изменяется направление потока электронов. Скорость таких периодических изменений представляет собой частоту, измеряемую в герцах

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется силой тока, измеряемой в амперах.

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как напряженность электрического поля. Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица – вольт. Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление, измеряемое в омах. Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока – 1 А.

Закон Ома

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

  1. Сила тока: I = U/R (ампер).
  2. Напряжение: U = I x R (вольт).
  3. Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким – на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов – напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Энергия и мощность в электротехнике

В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность, связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.

Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P = I x U, единицей измерения служит ватт. Он означает перемещение одного ампера одним вольтом через сопротивление в один ом.

Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.

Электрика для чайников: основы электроники

Электротехника для начинающих

Понятно желание людей любого возраста постичь такую науку, как электротехника. Помогут в этом основы электротехники для всех начинающих. В интернете и печати публикуется масса материалов, часто под заглавием «Электротехника для чайников». Начинать нужно с усвоения положений и законов электричества.

Понятия и свойства электрического тока

Начальные курсы электрика в первых главах дают определения понятию и свойствам электрического тока, объясняют природу и свойства электроэнергии, законы электричества и их основные формулы. Основываясь на великих открытиях, зарождалась и получила грандиозное развитие такая научная дисциплина, как электротехника. Сущность электричества заключена в направленном перемещении электронов (заряженных частиц). Они переносят электрический заряд в теле металлических проводов.

Важно! Для транзита электрической энергии используют провода, жилы которых сделаны из алюминия или меди. Это самые экономичные проводные металлы. Делать жилы проводов из других материалов дорого, поэтому невыгодно.

Ток бывает постоянного и переменного направления. Постоянное движение энергии всегда осуществляется в одном направлении. Переменный энергетический поток ритмично меняет свою полярность. Скорость, с которой меняется направление движения электронов, называют частотой. Её измеряют в герцах.

Что изучает электротехника

Основа электрики формировалась в XIX веке. Те времена называют эпохой грандиозных открытий основополагающих законов, дающих все представления об электричестве. Электротехника (ЭТ) как наука начинала делать свои первые шаги. Теория стала подкрепляться практикой. Появились первые электротехнические устройства, совершенствовались коммуникационные системы доставки электроэнергии от источника потребителю.

Базой развития электротехники стали достижения в области физики, химии и математики. Новая наука изучала свойства электрического тока, природу электромагнитных излучений и другие процессы. По мере накопления знаний ЭТ становилась наукой прикладного характера.

Современная научная дисциплина изучает устройства, в которых используется электрический ток. На основании исследований создаются новые более совершенные электротехнические установки, приборы и устройства. ЭТ – одна из передовых наук, являющаяся одним из основных двигателей прогресса человеческой цивилизации.

С чего начать изучение основ электротехники

Электротехника для начинающих доступна на многих информационных носителях. Современные средства массовой информации не испытывают дефицита в учебных пособиях по основам электричества. Самоучители по электрике приобретают в сети интернет или книжных магазинах. Уроки электрика новичок может получить в виде бесплатного видеокурса об основах электричества через интернет. Онлайн видео лекции в доступной форме обучают всех желающих основам электричества.

Обратите внимание! Книга, несмотря на доступные видеоресурсы в сети, до сих пор считается самым удобным источником информации. Пользуясь самоучителем по электрике с нуля, не нужно всё время включать ПК. Учебник всегда будет под рукой.

Самоучители служат незаменимыми помощниками для того, чтобы отремонтировать электропроводку, починить выключатель, розетку, установить датчик движения и заменить предохранители в бытовых электроприборах.

Основные характеристики тока

К основным характеристикам относятся сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Параметры электрического тока, протекающего по проводу, характеризуются именно этими величинами.

Сила тока

Параметр означает количество заряда, проходящего по проводу, за определённое время. Силу тока измеряют в амперах.

Напряжение

Это есть не что иное, как разница потенциалов между двумя точками проводника. Величина измеряется в вольтах. Один вольт – эта разность потенциалов, при которой для переноса заряда в 1 кулон потребуется произвести работу, равную одному джоулю.

Сопротивление

Этот параметр измеряется в омах. Его величина определяет сопротивление энергопотоку. Чем больше масса и площадь поперечного сечения проводника, тем больше сопротивление. Оно также зависит от материала и длины провода. При разнице потенциалов на концах проводника в 1 Вольт и силе тока 1 Ампер сопротивление проводника равно 1 Ому.

Мощность

Физическая величина выражает скорость протекания электроэнергии в проводнике. Мощность тока определяется произведением силы тока и напряжения. Единица мощности – ватт.

Закон Ома

Постижение основ электротехники нужно начинать с закона Ома. Именно он является фундаментом всей науки об электричестве. Выдающийся немецкий физик Георг Симон Ом в 1826 году сформулировал закон, в котором определяет взаимозависимость трёх основных параметров электрического тока: силы, напряжения и сопротивления.

Энергия и мощность в электротехнике

Электрика для начинающих даёт разъяснения терминов энергии и мощности. Эти характеристики напрямую связаны с законом Ома. Энергия может перетекать из одной в другую форму. То есть она может быть ядерной, механической, тепловой и электрической.

В динамиках звуковых устройств потенциал электрического тока преобразовывается в энергию звуковых волн. В электродвигателях токовый энергопоток превращается в механическую энергию, которая заставляет вращаться ротор мотора.

Любые электрические устройства потребляют нужное количество электроэнергии в течение определённого временного промежутка. Количество потреблённой энергии в единицу времени является мощностью потребителя электричества. Более подробное толкование мощности можно найти в главах учебного пособия, посвящённых электромеханике для начинающих.

Мощность определяют по формуле:

Измеряется этот параметр в ваттах. Единица измерения мощности Ватт означает, что ток силой в один Ампер перемещается под напряжением 1 Вольт. При этом сопротивление проводника равно 1-му Ому. Такая трактовка характеристики тока наиболее понятна для начинающих постигать основы электричества.

Электротехника и электромеханика

Электрическая механика – это раздел электротехники. Эта научная дисциплина изучает принципиальные схемы оборудования, двигателей и прочих приборов, использующих электрическую энергию.

Пройдя курс электромеханики для начинающих, новички могут самостоятельно научиться ремонтировать бытовые электрические устройства и приборы. Основные законы электромеханики дают возможность понять, как устроен электродвигатель, чем отличается трансформатор от стабилизатора, что такое генератор и многое другое.

Дополнительная информация. Несомненную пользу новичкам принесут учебные пособия и видео курсы по электротехнике и электромеханике. Если есть друзья или знакомые, разбирающиеся в этом деле, то это только поможет быстро освоить азы этих дисциплин.

Безопасность и практика

Основы электротехники для начинающих делают особое ударение на правилах техники безопасности. Их несоблюдение на практике порой может стать причиной получения электротравм и повреждения имущества. Для новичков в электротехнике надо следовать четырём основным требованиям ТБ.

Четыре правила техники безопасности для новичков:

  1. Перед работой с каким-либо устройством или оборудованием следует ознакомиться с его документацией. Все руководства по эксплуатации имеют раздел безопасности. В нём описаны опасные действия, которые могут вызвать короткое замыкание или удар электрическим током.
  2. Прежде, чем приступать к работе с электротехническими устройствами или электропроводкой, нужно отключить электричество. Затем произвести осмотр состояния изоляции проводников. Если обнаружено нарушение изоляционного покрытия, то оголённую часть проводников надо покрыть отрезком изоляционной ленты.
  3. При работе с проводкой и оборудованием под напряжением бытовой электросети надо использовать диэлектрические перчатки, защитные очки и обувь на толстой резиновой подошве. В электрораспределительных шкафах, щитах и электроустановках новичкам вообще делать нечего. Ими занимаются квалифицированные электрики, которые имеют допуск к работе под напряжением.
  4. Ни в коем случае нельзя касаться оголённых проводников руками. Для этого есть отвёртки-пробники, мультиметры и другие электроизмерительные приборы. Только убедившись в отсутствии напряжения, можно касаться проводов.

Электрика для чайников

Электроника окружает человека в виде различных устройств и приборов. Современная бытовая техника в большинстве своём управляется с помощью электронных схем. Курсы обучения основам электроники для начинающих нацелены на то, чтобы новичок мог отличать транзистор от резистора и понимать, как и для чего служит та или иная электронная схема.

Учебные пособия и видеокурсы способствуют пониманию принципов построения электронных схем. Что такое печатная плата, как создать схему своими руками – на все эти вопросы отвечают основы электроники для новичков. Усвоив азы электроники, домашний «мастер» сможет определить вышедшую из строя радиодеталь в телевизоре, аудио устройстве и другой бытовой технике и заменить её. Кроме этого, новичок приобретёт опыт работы с паяльником.

Видеокурсы, печатная продукция несут в себе массу информации по освоению основ электротехники, электромеханики и электроники. Приобрести знания в этих сферах можно, не выходя из дома. Просмотреть нужное видео, заказать учебники позволяет доступность сети интернета.

Видео

Электричество для «чайников». Школа для электрика

Предлагаем небольшой материал по теме: «Электричество для начинающих». Он даст первоначальное представление о терминах и явлениях, связанных с движением электронов в металлах.

Особенности термина

Электричество представляет собой энергию маленьких заряженных частиц, движущихся в проводниках в определенном направлении.

При постоянном токе не наблюдается изменения его величины, а также направления движения за определенный промежуток времени. Если в качестве источника тока выбирается гальванический элемент (батарейка), в таком случае заряд движется упорядоченно: от отрицательного полюса к положительному концу. Процесс продолжается до тех пор, пока он полностью не исчезнет.

Переменный ток периодически изменяет величину, а также направление движения.

Схема передачи переменного тока

Попробуем понять, что такое фаза в электричестве. Это слово слышали все, но далеко не всем понятен его истинный смысл. Не будем углубляться в детали и подробности, выберем только тот материал, который необходим домашнему мастеру. Трехфазная сеть является способом передачи электрического тока, при котором по трем разным проводам протекает ток, а по одному идет его возврат. Например, в электрической цепи есть два провода.

По первому проводу к потребителю, например, к чайнику, идет ток. Второй провод используется для его возвращения. При размыкании такой цепи, прохождения электрического заряда внутри проводника не будет. Данная схема описывает однофазную цепь. Что такое фаза в электричестве? Фазой считают провод, по которому протекает электрический ток. Нулевым называют провод, по которому осуществляется возврат. В трехфазной цепи присутствует сразу три фазных провода.

Электрический щиток в квартире необходим для распределения электрического тока по всем помещениям. Трехфазные сети считают экономически целесообразными, поскольку для них не нужны два нулевых провода. При подходе к потребителю, идет разделение тока на три фазы, причем в каждой есть по нолю. Заземлитель, который используется в однофазной сети, не несет рабочей нагрузки. Он является предохранителем.

К примеру, при возникновении короткого замыкания появляется угроза удара током, пожара. Для предотвращения такой ситуации, величина тока не должна превышать безопасный уровень, избыток уходит в землю.

Пособие «Школа для электрика» поможет начинающих мастерам справляться с некоторыми поломками бытовых приборов. Например, если возникли проблемы при функционировании электрического двигателя стиральной машины, ток будет попадать на внешний металлический корпус.

При отсутствии заземления заряд будет распределяться по машине. При прикосновении к ней руками, в роли заземлителя выступит человек, получив удар электрическим током. При наличии провода заземления такой ситуации не возникнет.

Особенности электротехники

Пособие «Электричество для чайников» пользуется популярностью у тех, кто далек от физики, но планирует использовать эту науку в практических целях.

Датой появления электротехники считают начало девятнадцатого века. Именно в это время был создан первый источник тока. Открытия, сделанные в области магнетизма и электричества, сумели обогатить науку новыми понятиями и фактами, обладающими важным практическим значением.

Пособие «Школа для электрика» предполагает знакомство с основными терминами, касающимися электричества.

Советы начинающим

Во многих сборниках по физике есть сложные электрические схемы, а также разнообразные непонятные термины. Для того чтобы новички могли разобраться во всех тонкостях данного раздела физики, было разработано специальное пособие «Электричество для чайников». Экскурсию в мир электрона необходимо начинать с рассмотрения теоретических законов и понятий. Наглядные примеры, исторические факты, используемые в книге «Электричество для чайников», помогут начинающим электрикам усваивать знания. Для проверки успеваемости можно использовать задания, тесты, упражнения, связанные с электричеством.

Если вы понимаете, что у вас недостаточно теоретических знаний для того, чтобы самостоятельно справиться с подключением электрической проводки, обратитесь к справочникам для «чайников».

Безопасность и практика

Для начала нужно внимательно изучить раздел, касающийся техники безопасности. В таком случае во время работ, связанных с электричеством, не будет возникать чрезвычайных ситуаций, опасных для здоровья.

Для того чтобы на практике реализовать теоретические знания, полученные после самостоятельного изучения основ электротехники, можно начать со старой бытовой техники. До начала ремонта обязательно ознакомьтесь с инструкцией, прилагаемой к прибору. Не забывайте, что с электричеством шутить не нужно.

Электрический ток связан с передвижением электронов в проводниках. Если вещество не способно проводить ток, его называют диэлектриком (изолятором).

Для движения свободных электронов от одного полюса к другому между ними должна существовать определенная разность потенциалов.

Интенсивность тока, проходящего через проводник, связана с количеством электронов, проходящих через поперечное сечение проводника.

На скорость прохождения тока влияет материал, длина, площадь сечения проводника. При увеличении длины провода, увеличивается его сопротивление.

Заключение

Электричество является важным и сложным разделом физики. Пособие «Электричество для чайников» рассматривает основные величины, характеризующие эффективность работы электрических двигателей. Единицами измерения напряжения являются вольты, ток определяется в амперах.

У любого источника электрической энергии существует определенная мощность. Она подразумевает количество электричества, вырабатываемое прибором за определенный промежуток времени. Потребители энергии (холодильники, стиральные машины, чайники, утюги) также имеют мощность, расходуя электричество во время работы. При желании можно провести математические расчеты, определить примерную плату за каждый бытовой прибор.

Электричество для начинающих и всё забывших

Ты уж извини, но я подписался и буду рад прочитать продолжение.

Давно хотел найти человека, который сможет по простому объяснить мне суть происходящих электрических процессов, чтобы после этого я «смог в схемотехнику». А то в свои 25 каким-то ущербным себя чувствую из-за этого 🙁

Ты удивишься, если я скажу, что я студент, которому светит сдавать долги по электротехнике, и я читаю твои посты чтобы выжить?))
А остальные походу не дочитали, или схоронили на потом)

Во всяком случае, друже, спасибо большущее! Я начинаю понимать элтех только благодаря тебе!)

«На резисторе оно равно (из закона Ома) IR, где I — сила тока в любом сечении резистора (труба не разветвляется, так что оно везде одно и то же), R — сопротивление этого резистора.»

Ну на самом деле удивлюсь, потому что всё-таки это не студенческий уровень, а среднешкольный. Студенту этого во-первых, не хватит, во-вторых, он должен уметь читать и сильно менее подробно поданную информацию.

Прошу прощения, только сейчас заметил, что вёрстка поехала. Последняя фраза:

«На резисторе оно равно (из закона Ома) IR, где I — сила тока в любом сечении резистора (труба не разветвляется, так что оно везде одно и то же), R — сопротивление этого резистора.»

Вопрос автору: все таки, как ты опишешь индуктивность?

з.ы. пост очень понравился, вломил лойс. Хотя имхо на резистор больше походит сужение участка трубы, и он будет выполнять таки функцию снижения тока в первую очередь. Хотя ток и напряжение падают оба.

индуктивность и емкость(и их аналоги) наглядно расссматриваются только в контексте колебаний.
для воды колебания это, например, периодическое движение поршня, которое двигает другой поршень в системе сообщающихся сосудов.
индуктивность легко пропускает постоянный ток но задерживает переменный, так что его аналоги в гидродинамике это такие системы как губка. она не так уж прям сильно задержит постоянное течение воды , но вот в описаной выше системе на гугбе в трубе будет постоянно рассеиваться мощность

емкость — наоборот, совсем не пропускает постоянный ток. в гидродинамике это мембрана, которая выгибаясь в разные стороны может выполнять работу не перенося жидкость. То есть двигать поршень эта мембрана сможет, но если подать на нее постоянный напор воды она задержит его весь

Сужение и засор это абсолютно одно и то же: мелкое сито уменьшает площадь сечения трубы ровно так же, как и банальное сужение.

Постоянного расхода воды не будет, об этом и речь! Если у вас насос дает 3 атм и вы к концу шланга накрутите сужение, расход воды снизится, так как возрастет давление в шланге до сужения.

Более понятная аналогия здесь — вода течет самотеком из бака на опред. высоте. Очевидно, что при сужении трубы ток воды уменьшится — давление после сужения тоже (если вода течет, а не статическое, конечно).

И в чем разница с засором (не перекрывающим трубу полностью)? У меня подозрение, что мы понимаем под ним разные вещи. В чем разница между сужением, уменьшающим площадь трубы вдвое на протяжении l см и аналогичным засором?

Да, я имел в виду сужение не на протяжении половины трубы (с какого-то момента), а лишь на коротком участке, может, в этом дело?

В этой теории эфира, что-то передаваться может только по веществу, этим веществом и есть тот самый эфир, по которому распространяются электромагнитные колебания.

Я к тому, что нужно вежливо общаться. На мой взгляд, это очень важно.

По теме:
Объясните пожалуйста:
1. Почему в вакууме могут образовываться частицы?
2. Почему вообще материя может становиться энергией и наоборот.
3. Почему тела обладающие массой, притягиваются?

К чему это я. К тому, что единственная сколько-нибудь адекватная теория, дающая какие-то ответы на эти вопросы — теория эфира. Не утверждаю, что она близка к окончательной форме, но хоть какое-то приближение к ответам на эти вопросы.

P.S. Образование высшее техническое. В сфере ИТ.

1. Частицы в вакууме — это, я так понимаю, рождение электрон-позитронных пар. Оно происходит только в сильном ЭМ поле, которое, как говорит нам КЭД, состоит из виртуальных фотонов. А они как бы тоже частицы. Так что на этот вопрос ответ даёт квантовая элетродинамика, куда более самосогласованная, чем теория эфира.
2. Потому что это одно и то же. И следует это из СТО, которая создана была как раз как одна из замен теории эфира когда та показала свою несостоятельность. Кроме того, СТО выводится из довольно чистой математики (преобразования Лоренца) при наличии всего одного экспериментального факта: скорость света постоянна.
3. Полноценного объяснения гравитации не даёт ещё ни одна теория, это камень преткновения космологов и разных физиков частиц. Но ближе всего к этому ОТО, опять же, не имеющая ничего общего с эфиром.

Объясни мне теперь какое отношение теория эфира вообще имеет к этим вопросам и как она их объясняет? Потому что вообще-то она совсем о другом.

Вот тут и опа в СТО. Если взять за константу какую-либо скорость, то, естественно, поплывет все, что с ней связано, то есть масса и время. Как насчет того, что взаимодействие все-таки было передано с большей скоростью? И как насчет идеи, что гравитация имеет бесконечный радиус действия?

Теория эфира. В двух словах, вакуум состоит из мельчайших частиц, которые слабо взаимодействуют с наблюдаемыми нами частицами. А наблюдаемые частицы есть завихрения частиц эфира. То есть как раз вакуум + энергия.

И вообще проблема современной теории в том, что она ничего не объясняет. Все новые и новые нагромождения непонятно чего. Виртуальные фотоны, спин и т.п., а что такое частица — никто не знает.

1. Ну все понятно, энергия создает завихрения. Соответственно, возникают частицы.
2. Если частица перестала существовать, то импульс всех частиц в вихре куда то передается.
3. Например температура жидкости тем меньше, чем дальше от центра. Соответственно, между двумя массивными телами, температура меньше, чем в других направлениях. => давление снаружи выше чем между телами => они притягиваются.

Самоучитель для начинающих и опытных электриков

Хотите поменять проводку в квартире своими руками? — Это возможно! Для этого не обязательно иметь действующий допуск электрика, или диплом электромонтёра. Достаточно быть электриком в душе, и иметь немного технического образования и понимания с чем вы имеете дело. Если у вас не хватает практического опыта, но вы очень хотите поменять проводку сами — эта статья для вас.

Первое о чем стоит сказать это то, что прокладывать электропроводку самостоятельно довольно опасно. По статистике более 70% пожаров в частных секторах случаются из-за допущенных ошибок во время монтажа проводки. При сомнениях и отсутствии базовых знаний о том, как сделать разводку электропроводки в доме, лучше вовсе довериться специалистам или хотя бы проводить работы с опытным помощником.

Стоит отдавать себе отчет в том, что цена ошибки, когда речь идет об электричестве, слишком высока. Всевозможные монтажные погрешности при дальнейшей эксплуатации могут привести к серьезным последствиям.

В целом весь процесс электрификации частного дома можно разделить на следующие пункты:

1. Создание чертежа прокладки со всеми условными обозначениями отдельных компонентов проводки.

2. Прокладывание проводов в стенах или на них.

3. Монтаж щита, коробов распределителей, а также розеток и выключателей.

4. Соединение контактов всех элементов.

5. Тщательная проверка правильности соединений, тестирование, и ввод проводки в эксплуатацию.

По большому счету, в самостоятельном монтаже электропроводки нет ничего сверхсложного. Важно лишь правильно подобрать провода с учетом возлагаемой на них нагрузки и не забыть об устройствах защиты.

При создании чертежа будет проще решить, как поступить при прокладывании провода в проблемных местах. К примеру, иногда возникают ситуации, когда проводники трудно перенести на безопасное расстояние от водопроводных или отопительных труб, а допускать даже потенциальной возможности попадания воды на электрические провода нельзя

Составленный план со всеми возможными дальнейшими изменениями лучше всего оставить, а не выбрасывать. Поскольку рано или поздно он может понадобиться во время ремонта.

После создания чертежа, для удобства на стену можно перенести линии прохождения проводов и начинать дальнейшие работы. Важно определиться какого именно типа будет проводка – закрытого или открытого.

Закрытый тип проводки

Несмотря на трудоемкость монтажа, закрытая разводка электропроводки в частном доме наиболее популярна, поскольку утопленные в толщине стен провода не требуют какого-либо дополнительного декорирования.

Работа по созданию скрытой проводки весьма пыльная. Много придется работать болгаркой и перфоратором, но зато после окончания монтажа все провода будут аккуратно скрыты под слоем штукатурки или цементного раствора.

Открытый тип электрификации

Сделать открытую проводку гораздо проще и быстрее. Провода укладываются в специальных трубках и каналах для кабелей. Все приспособления, которые предусмотрены для монтажа открытой проводки, выполняются из несгораемой или самозатухающей пластмассы.

Стоит помнить, что при разводке электропроводки в частном деревянном доме своими руками, выбирается именно открытый тип монтажа. Пытаться прокладывать провода внутри древесины запрещено.

Подбор проводов

Немаловажно правильно подобрать провода для монтажа. Для этого следует учитывать возлагаемую на них нагрузку. Расчет электропроводки в частном доме своими руками в целом несложен. Чаще всего все потребители энергии разбиваются на группы с приблизительно равной мощностью, а провода подбираются с одинаковым сечением.

Провод можно приобрести алюминиевый или медный. Несмотря на то, что стоимость алюминиевых проводов ощутимо ниже, чем медных, такая проводка сейчас используется крайне редко. Это связано с тем, что бюджетные аналоги значительно жестче и более ломкие. Работать с медными проводами гораздо проще. Их легко сгибать, прокладывать в трубы и каналы, не боясь надлома.

Для подключения и разводки электричества в частном доме желательно применять двухжильные и трехжильные провода одного типа. Через первые питаются осветительные приборы, а вторые служат для подачи напряжения в розетки с заземлением.

Проверка безопасности

Для того чтобы проверить правильность всех соединений и удостовериться в безопасности проводки лучше также обратиться к опытному электрику. Для введения в эксплуатацию потребуется пригласить рабочих электролаборатории для подписания разрешения к подключению к общей сети. Если сотрудники выявят нарушения, то после их ликвидации проверку придется проводить повторно.

В завершении темы стоит сказать, что в целом монтаж электропроводки в частном доме несложен. Однако крайне важно осознавать опасность, которую представляет собой процесс электрификации с множественными нарушениями и незнанием основ электробезопасности. Все работы лучше проводить в компании со специалистом.

Список топ 10 лучших книг по электрике

Книги по электрике необходимы как новичку, который хочет стать квалифицированным специалистом, так и профессионалу, ищущему ответы на наиболее трудные вопросы в достоверных источниках. Наша подборка подойдет всем, кто работает с электричеством. Здесь представлены наиболее информативные и полные издания авторитетных авторов. Представляем вам список из 10 самых лучших книг по электрике.

Большая энциклопедия электрика (2016)

Автор: Ю.М. Черничкин

Книга будет полезна тем, кто занимается домовой электрикой. Материал дается от азов к профессиональному уровню. Простое объяснение сложных процессов. Книга снабжена иллюстрациями. В ней раскрыты проблемы, с которыми сталкивается электрик при работе с электричеством и электрооборудованием. Виды кабелей, шнуров и проводов, монтаж и ремонт проводки – все это вы найдете в энциклопедии. Книга предназначена как для профессионалов, так и для мастеров-самоучек.

Главная книга электрика. Самое полное руководство (2014)

Автор: В.М. Жабцев

Данное издание поможет тем, кто решил самостоятельно заняться ремонтом электропроводки у себя дома, не прибегая к помощи профессионального электрика. Здесь вы найдете всю необходимую информацию про инструменты, необходимые для ремонта или других работ; про провода и то, как их правильно выбрать; про то, как рассчитать домашнюю сеть; про личную безопасность при работе с электричеством и иные процессы, связанные с электричеством. Информативное издание, оснащенное иллюстрациями.

Монтаж и эксплуатация электропроводки (2011)

Автор: В.И. Назарова

Книга нужна тем, кто столкнется с электромонтажными работами в ходе строительства или перепланировки коттеджа, жилого дома или дачи. Всё о том, как правильно выполнить монтаж электропроводки, розеток, выключателей, щитков и светильников. Незаменимая книга в работе профессионального электрика и домашнего умельца.

Современный справочник электрика (2016)

Автор: А.В. Суворин

Книга предназначена для инженеров и техников по специальности электроснабжение (по отраслям), для электриков и электромонтеров. В справочнике представлена огромная теоретическая база по общетехническим положениям, необходимым электрику. В книге имеются сведения по электротехнике и материалам, необходимым для работы, краткое описание осветительного оборудования, трансформаторов, машин постоянного тока. Также здесь представлена информация по работе с электронными приборами и их применению. Информация в справочнике изложена доступным языком.

Справочник электрика для профи и не только… Современные технологии XXI века (2013)

Авторы: С.Л. Корякин-Черняк, М.А. Шустов, О.Н. Партала, А.В. Повный, С.Б. Шмаков, В.Я. Володин, Е.А. Мукомол

Справочник электрика нужен тем, кто ищет всю необходимую информацию в одном месте. Физические и технические характеристики, понятийный аппарат, название приборов и материалов, маркировок, обозначений – все это вы найдете здесь. Книга содержит большой объем электротехнической информации, которая организована по разделам и направлениям деятельности профессионального электрика. Справочник необходим как профессионалу, так и тому, кто только учится.

Электрика вашего дома (2014)

Автор: О.К. Костко

Книга посвящена проектированию и монтажу электрики в доме и квартире своими руками без помощи квалифицированного мастера. Следуя советам из данного издания, вы легко сможете это сделать своими руками. В книге представлены только безопасные и проверенные советы профессиональных электриков.

Домашний электрик и не только (2003)

Автор: В.М. Пестриков

Популярный двухтомник. Первая книга охватывает вопросы, связанные с работой над электричеством в городе, а вторая – на даче, садовом участке и просто на досуге. В занимательной и простой форме рассмотрены основные вопросы в области электричества, а также в смежных областях: радиоэлектронике, в области телевидения и сотовой связи, охранных систем. Цель книги – помочь любому желающему научиться ремонту электросети и электрооборудования, а также – созданию простых электроприборов.

Электрика в вашем доме (2008)

Автор: Н. Г. Коршевер

Практическое пособие по прокладке электропроводки в квартире, доме, подсобных сооружениях. В книге описаны особенности ремонта электроприборов. Отдельное внимание уделено системам безопасности дома и квартиры, начиная с сигнализации и заканчивая средствами видеонаблюдения.

Все об электрике (2016)

Авторы: М. Черничкин, С. Степанов, И. Екимов

Книга, предназначена для тех, кто сталкивается с ремонтом электропроводки в квартире. Пошаговое объяснение решения проблем, связанных с электрикой. Материал снабжен большим количеством иллюстраций. Из нее вы узнаете о материалах и инструментах, необходимых в работе мастера, об особенностях электрооснащения квартиры и улицы. Также дается информация об электрификации санузла и кухни. Книга будет полезна не только новичку, но и профессионалу.

Электрооснащение дома и участка (2006)

Автор: В.С. Левадный

Книга предназначена для домашнего мастера. В ней описаны все процессы, связанные с электрооснащением дома: работа с проводкой, прокладка линий, установка бытовых электроприборов. Данная книга – путеводитель по электрооснащению жилища по собственному вкусу.

Электротехника для начинающих » основы общей электротехники.

 

 

 

Тема: базовые основы общей электротехники, электротехника для новичка.

 

Прежде чем становится электриком сначала необходимо познать теоретические основы работы электричества. Ведь, чем отличается электрик от обычного человека. А тем, что в силу теории, которая со временем подкрепилась практическим опытом, человек из обычного «незнайки» превращается в опытного электротехника, в полной мере способного разобраться не только в неисправных электрических устройствах, но и которому будет по силам сделать самодельный «девайс». Такому электрику можно поручить любое дело, связанное с его профессией, и он без особых трудностей легко справится с данной задачей.

 

Электротехника для начинающих представляет собой познавательный путь, постепенно проходя который у человека наращивается профессиональный опыт. Не думайте, что прочитав книгу общей теории электротехники можно сразу научится всё делать. Даже зная «как делать», люди в большинстве случаев, либо боятся начинать (зная об опасности электричества), либо делают настолько неловко и неаккуратно, что в последствии лучше эту работу переделать, для избежания аварийных последствий, связанных с качеством функционирования данного устройства, и потенциальной вероятности слабой электробезопасности.

 

Основы общей электротехники являются азами, рассказывающие ученику, что и как в общем работает. К примеру, человеку можно дать готовую инструкцию «что и как последовательно делать». Способный человек сможет по этому плану совершить определённую работу, и она будет вполне правильной. Но если такому человеку придётся столкнутся с делом, в котором имеются некоторые ранее неизвестные моменты (внезапно сломалось какое-либо электрическое оборудование и которое необходимо оперативно отремонтировать), то такая ситуация вызовет лёгкий ступор, суетливое поведение, и множество неверных и ошибочных действий (а это потеря времени, сил и нервов).

 

 

 

 

Электротехника для начинающих, а именно основы общей электротехники должны начинаться с простейших законов физики (раздел электрофикика). Начинающий обязан узнать, что такое вообще электричество, какие его свойства, какую опасность оно несёт в себе, меры защиты и предосторожности и т.д. Знания этого уже даёт общие представления об электрики, как таковой. Знакомя человека сначала с трудными для понимания специальными предметами (к примеру, автоматика, теория сигналов и т.д.) упускается главное, а именно усвоение базовых понятий на образном языке. В голове образуется «каша» из множество раздробленных знаний, что весьма трудно собрать в общую модель работы электричества даже умному.

 

Немаловажный фактор, сильно влияющий на качество обучения электротехники начинающих, это интерес и практика. Как вы думаете, что лучше усвоится начинающим, «сухая теория», или пошаговое обучение, при котором сначала даётся какое либо теоретическое знание в небольшой дозе, а за ним следует практическое закрепление (примерно как на уроках химии — рассказывали о взаимодействии веществ и показали на наглядном примере как оно работает). Даже собрав простейшую электрическую цепь, состоящую из источника питания, лампочки, переключателя, реостата, измерителей, человек сразу прочувствует что к чему, чем тоже самое просто нарисовать на доске и сухо рассказать о схеме.

 

P.S. Я бы вам советовал больше вникать в базовые принципы работы электричества, именно зная и хорошо понимая их далее более сложные понятия будут даваться намного легче и ясней. Старайтесь самостоятельно разобраться с принципами работы простейших схем и работы электрических компонентов. Ведь сложные схемы — это множество более мелких, простейших схем объединённых воедино.

Электрика в своем доме-своими руками. Основы электротехники — начинаем путь в мир электричества Основы электротехники для начинающих

Предлагаем небольшой материал по теме: «Электричество для начинающих». Он даст первоначальное представление о терминах и явлениях, связанных с движением электронов в металлах.

Особенности термина

Электричество представляет собой энергию маленьких заряженных частиц, движущихся в проводниках в определенном направлении.

При постоянном токе не наблюдается изменения его величины, а также направления движения за определенный промежуток времени. Если в качестве источника тока выбирается гальванический элемент (батарейка), в таком случае заряд движется упорядоченно: от отрицательного полюса к положительному концу. Процесс продолжается до тех пор, пока он полностью не исчезнет.

Переменный ток периодически изменяет величину, а также направление движения.

Схема передачи переменного тока

Попробуем понять, что такое фаза в слово слышали все, но далеко не всем понятен его истинный смысл. Не будем углубляться в детали и подробности, выберем только тот материал, который необходим домашнему мастеру. Трехфазная сеть является способом передачи электрического тока, при котором по трем разным проводам протекает ток, а по одному идет его возврат. Например, в электрической цепи есть два провода.

По первому проводу к потребителю, например, к чайнику, идет ток. Второй провод используется для его возвращения. При размыкании такой цепи, прохождения электрического заряда внутри проводника не будет. Данная схема описывает однофазную цепь. в электричестве? Фазой считают провод, по которому протекает электрический ток. Нулевым называют провод, по которому осуществляется возврат. В трехфазной цепи присутствует сразу три фазных провода.

Электрический щиток в квартире необходим для тока по всем помещениям. считают экономически целесообразными, поскольку для них не нужны два При подходе к потребителю, идет разделение тока на три фазы, причем в каждой есть по нолю. Заземлитель, который используется в однофазной сети, не несет рабочей нагрузки. Он является предохранителем.

К примеру, при возникновении короткого замыкания появляется угроза удара током, пожара. Для предотвращения такой ситуации, величина тока не должна превышать безопасный уровень, избыток уходит в землю.

Пособие «Школа для электрика» поможет начинающих мастерам справляться с некоторыми поломками бытовых приборов. Например, если возникли проблемы при функционировании электрического двигателя стиральной машины, ток будет попадать на внешний металлический корпус.

При отсутствии заземления заряд будет распределяться по машине. При прикосновении к ней руками, в роли заземлителя выступит человек, получив удар электрическим током. При наличии провода заземления такой ситуации не возникнет.

Особенности электротехники

Пособие «Электричество для чайников» пользуется популярностью у тех, кто далек от физики, но планирует использовать эту науку в практических целях.

Датой появления электротехники считают начало девятнадцатого века. Именно в это время был создан первый источник тока. Открытия, сделанные в области магнетизма и электричества, сумели обогатить науку новыми понятиями и фактами, обладающими важным практическим значением.

Пособие «Школа для электрика» предполагает знакомство с основными терминами, касающимися электричества.

Во многих сборниках по физике есть сложные электрические схемы, а также разнообразные непонятные термины. Для того чтобы новички могли разобраться во всех тонкостях данного раздела физики, было разработано специальное пособие «Электричество для чайников». Экскурсию в мир электрона необходимо начинать с рассмотрения теоретических законов и понятий. Наглядные примеры, исторические факты, используемые в книге «Электричество для чайников», помогут начинающим электрикам усваивать знания. Для проверки успеваемости можно использовать задания, тесты, упражнения, связанные с электричеством.

Если вы понимаете, что у вас недостаточно теоретических знаний для того, чтобы самостоятельно справиться с подключением электрической проводки, обратитесь к справочникам для «чайников».

Безопасность и практика

Для начала нужно внимательно изучить раздел, касающийся техники безопасности. В таком случае во время работ, связанных с электричеством, не будет возникать чрезвычайных ситуаций, опасных для здоровья.

Для того чтобы на практике реализовать теоретические знания, полученные после самостоятельного изучения основ электротехники, можно начать со старой бытовой техники. До начала ремонта обязательно ознакомьтесь с инструкцией, прилагаемой к прибору. Не забывайте, что с электричеством шутить не нужно.

Электрический ток связан с передвижением электронов в проводниках. Если вещество не способно проводить ток, его называют диэлектриком (изолятором).

Для движения свободных электронов от одного полюса к другому между ними должна существовать определенная разность потенциалов.

Интенсивность тока, проходящего через проводник, связана с количеством электронов, проходящих через поперечное сечение проводника.

На скорость прохождения тока влияет материал, длина, площадь сечения проводника. При увеличении длины провода, увеличивается его сопротивление.

Заключение

Электричество является важным и сложным разделом физики. Пособие «Электричество для чайников» рассматривает основные величины, характеризующие эффективность работы электрических двигателей. Единицами измерения напряжения являются вольты, ток определяется в амперах.

У любого существует определенная мощность. Она подразумевает количество электричества, вырабатываемое прибором за определенный промежуток времени. Потребители энергии (холодильники, стиральные машины, чайники, утюги) также имеют мощность, расходуя электричество во время работы. При желании можно провести математические расчеты, определить примерную плату за каждый бытовой прибор.

В повседневной жизни мы постоянно имеем дело с электричеством. Без движущихся заряженных частиц невозможно функционирование используемых нами приборов и устройств. И чтобы в полной мере наслаждаться этими достижениями цивилизации и обеспечивать их долговременную службу, надо знать и понимать принцип работы.

Электротехника — важная наука

На вопросы, связанные с получением и использованием энергии тока в практических целях, отвечает электротехника. Однако, описать доступным языком невидимый нам мир, где царствуют ток и напряжение, совсем непросто. Поэтому неизменным спросом пользуются пособия «Электричество для чайников» или «Электротехника для начинающих».

Что же изучает эта загадочная наука, какие знания и умения можно получить в результате её освоения?

Описание дисциплины «Теоретические основы электротехники»

В зачётках студентов, получающих технические специальности, можно увидеть загадочную аббревиатуру «ТОЭ». Это как раз и есть нужная нам наука.

Датой рождения электротехники можно считать период начала XIX века, когда был изобретён первый источник постоянного тока . Матерью «новорождённой» отрасли знаний стала физика. Последующие открытия в области электричества и магнетизма обогатили эту науку новыми фактами и понятиями, имевшими важное практическое значение.

Свой современный вид, как самостоятельная отрасль, она приняла в конце XIX века, и с тех пор входит в учебную программу технических ВУЗов и активно взаимодействует с другими дисциплинами. Так, для успешного изучения электротехники необходимо иметь теоретический багаж знаний из школьного курса физики, химии и математики. В свою очередь, на ТОЭ базируются такие важные дисциплины, как:

  • электроника и радиоэлектроника;
  • электромеханика;
  • энергетика, светотехника и др.

Центральным объектом внимания электротехники является, конечно, ток и его характеристики. Далее теория рассказывает об электромагнитных полях, их свойствах и практическом применении. В заключительной части дисциплины освещаются устройства, в которых трудятся энергичные электрончики. Осиливший эту науку многое поймёт в окружающем мире.

Каково значение электротехники в наше время? Без знания данной дисциплины нельзя обойтись электротехническим работникам:

  • электрику;
  • монтёру;
  • энергетику.

Вездесущность электричества делает его изучение необходимым и простому обывателю, чтобы быть грамотным человеком и уметь применять свои знания в повседневной жизни.

Сложно понять то, чего не можешь увидеть и «пощупать». Большинство учебников по электрике пестрят малопонятными терминами и громоздкими схемами. Поэтому благие намерения начинающих изучить эту науку часто так и остаются лишь планами.

На самом деле электротехника — очень интересная наука, а основные положения электричества можно изложить доступным языком для чайников. Если подойти к образовательному процессу творчески и с должным усердием, многое станет понятным и увлекательным. Вот несколько полезных рекомендаций по изучению электрики для «чайников».

Путешествие в мир электронов нужно начать с изучения теоретических основ — понятий и законов. Приобретите обучающее пособие, например, «Электротехника для чайников», которое будет написано понятным для вас языком либо несколько таких учебников. Наличие наглядных примеров и исторических фактов разнообразят процесс обучения и помогут лучше усвоить знания. Проверить успеваемость можно с помощью различных тестов, заданий и экзаменационных вопросов. Вернитесь ещё раз к тем параграфам, в которых допустили ошибки при проверке.

Если уверены, что полностью изучили физический раздел дисциплины, можно переходить к более сложному материалу — описанию электрических схем и устройств.

Чувствуете себе достаточно «подкованным» в теории? Пришла пора вырабатывать практические навыки. Материалы для создания простейших схем и механизмов можно легко найти в магазинах электрических и хозяйственных товаров. Однако, не спешите сразу приступать к моделированию — выучите сначала раздел «электробезопасность», чтобы не причинить вреда своему здоровью.

Чтобы получить практическую пользу от новообретенных знаний, попробуйте отремонтировать вышедшую из строя бытовую технику. Обязательно изучите требования по эксплуатации, следуйте положениям инструкции или пригласите к себе в напарники опытного электрика. Время экспериментов ещё не пришло, а с электричеством шутки плохи.

Старайтесь, не спешите, будьте пытливы и усидчивы, изучайте все доступные материалы и тогда из «тёмной лошадки» электрический ток превратится в доброго и верного друга для вас. И, может быть, вы даже сможете сделать важное открытие в области электрики и в одночасье стать богатым и знаменитым.

Прежде чем приступить к работам, связанным с электричеством, необходимо немного «подковаться» теоретически в этом вопросе. Если говорить просто, то обычно под электричеством подразумевается это движение электронов под действием электромагнитного поля. Главное — понять, что электричество — энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении.

Постоянный ток практически не меняет своего направления и величины во времени. Допустим, в обычной батарейке постоянный ток. Тогда заряд будет перетекать от минуса к плюсу, не меняясь, пока не иссякнет.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения и величину.

Представьте ток как поток воды, текущий по трубе. Через какой-то промежуток времени (например, 5 с) вода будет устремляться то в одну сторону, то в другую. С током это происходит намного быстрее — 50 раз в секунду (частота 50 Гц). В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком. На вопрос, почему так происходит и зачем нужен такой ток, можно ответить, что получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного.

Получение и передача переменного тока тесно связаны с таким устройством, как трансформатор. Генератор, который вырабатывает переменный ток, по устройству гораздо проще, чем генератор постоянного тока. Кроме того, для передачи энергии на дальнее расстояние переменный ток подходит лучше всего. С его помощью при этом теряется меньше энергии.

При помощи трансформатора (специального устройства в виде катушек) переменный ток преобразуется с низкого напряжения на высокое и наоборот, как это представлено на иллюстрации. Именно по этой причине большинство приборов работает от сети, в которой ток переменный. Однако постоянный ток также применяется достаточно широко — во всех видах батарей, в химической промышленности и некоторых других областях.

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это обязательно. Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть — это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например, к чайнику), а по другому возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи.

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120 °C. Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике. Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически — не нужны еще два нулевых провода.

Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы. Об этом будет рассказано позднее. Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предохранителем. Это можно объяснить на примере. В случае, когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток электричества в буквальном смысле слова уходит в землю.

Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора. Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током. При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что но- левой проводник также может быть заземлением и, в принципе, им и является, но только на электростанции. Ситуация, когда в доме нет заземления, небезопасна. Как с ней справиться, не меняя всю проводку в доме, будет рассказано в дальнейшем.

Внимание!

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нулевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте. При обрыве нулевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

Содержание:

Существует множество понятий, которые нельзя увидеть собственными глазами и потрогать руками. Наиболее ярким примером служит электротехника, состоящая из сложных схем и малопонятной терминологии. Поэтому очень многие просто отступают перед трудностями предстоящего изучения этой научно-технической дисциплины.

Получить знания в этой области помогут основы электротехники для начинающих, изложенные доступным языком. Подкрепленные историческими фактами и наглядными примерами, они становятся увлекательными и понятными даже для тех, кто впервые столкнулся с незнакомыми понятиями. Постепенно продвигаясь от простого к сложному, вполне возможно изучить представленные материалы и использовать их в практической деятельности.

Понятия и свойства электрического тока

Электрические законы и формулы требуются не только для проведения каких-либо расчетов. Они нужны и тем, кто на практике выполняет операции, связанные с электричеством. Зная основы электротехники можно логическим путем установить причину неисправности и очень быстро ее устранить.

Суть электрического тока заключается в движении заряженных частиц, переносящих электрический заряд от одной до другой точки. Однако при беспорядочном тепловом движении заряженных частиц, по примеру свободных электронов в металлах, переноса заряда не происходит. Перемещение электрического заряда через поперечное сечение проводника происходит лишь при условии участия ионов или электронов в упорядоченном движении.

Электрический ток всегда протекает в определенном направлении. О его наличии свидетельствуют специфические признаки:

  • Нагревание проводника, по которому протекает ток.
  • Изменение химического состава проводника под действием тока.
  • Оказание силового воздействия на соседние токи, намагниченные тела и соседние токи.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. В первом случае все его параметры остаются неизменными, а во втором — периодически происходит изменение полярности от положительной к отрицательной. В каждом полупериоде изменяется направление потока электронов. Скорость таких периодических изменений представляет собой частоту, измеряемую в герцах

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется , измеряемой в амперах .

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как . Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица — вольт . Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление , измеряемое в омах . Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока — 1 А.

Закон Ома

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и . Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

  1. Сила тока: I = U/R (ампер).
  2. Напряжение: U = I x R (вольт).
  3. Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким — на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов — напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Энергия и мощность в электротехнике

В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность , связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.

Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P = I x U, единицей измерения служит . Он означает перемещение одним вольтом через сопротивление в один ом.

Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.

Электрика для чайников: основы электроники

Добавить сайт в закладки

К нам часто обращаются читатели, которые раньше не сталкивались с работами по электричеству, но хотят в этом разобраться. Для этой категории создана рубрика «Электричество для начинающих».

Рисунок 1. Движение электронов в проводнике.

Прежде чем приступить к работам, связанным с электричеством, необходимо немного «подковаться» теоретиче­ски в этом вопросе.

Термин «электричество» подразумевает движение электронов под действием электромагнитного поля.

Главное — понять, что электричест­во — это энергия мельчайших заряженных частиц, которые движутся внутри проводников в определенном направлении (рис. 1).

Постоянный ток практически не меняет своего направления и величины во времени. Допустим, в обычной батарейке постоянный ток. Тогда заряд будет перетекать от минуса к плюсу, не меняясь, пока не иссякнет.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения и величину. Представьте ток как поток воды, те­кущий по трубе. Через какой-то промежуток времени (например, 5 с) вода будет устремляться то в одну сторону, то в другую.

Рисунок 2. Схема устройства трансформатора.

С током это происходит на­много быстрее, 50 раз в секунду (частота 50 Гц). В течение одного периода колебания величина тока повышается до максимума, затем проходит через ноль, а потом происходит обратный процесс, но уже с другим знаком. На вопрос, почему так происходит и зачем нужен такой ток, можно ответить, что получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного. Получение и передача переменного тока тесно связаны с таким устройством, как трансформатор (рис. 2).

Генератор, который вырабатывает переменный ток, по устройству гораздо проще, чем генератор постоянного тока. Кроме того, для передачи энергии на дальнее расстояние переменный ток подходит лучше всего. С его помощью при этом теряется меньше энергии.

При помощи транс­форматора (специаль­ного устройства в виде катушек) переменный ток преобразу­ется с низкого напряжения на высокое, и наоборот, как это представлено на иллюстрации (рис. 3).

Именно по этой причине большинство приборов работает от сети, в которой ток переменный. Однако постоянный ток также применяется достаточно широко: во всех видах батарей, в химической промышленности и некоторых других областях.

Рисунок 3. Схема передачи переменного тока.

Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это надо обязательно.

Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что трехфазная сеть — это такой способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Вышесказанное надо немного пояснить. Любая электри­ческая цепь состоит из двух проводов. По одному ток идет к потребителю (например к чайнику), а по другому воз­вращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи (рис. 4 А).

Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120° (рис. 4 Б). Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике.

Рисунок 4. Схема электрических цепей.

Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически: не нужны еще два нулевых провода. Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы.

Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предо­хранителем.

Например, в случае когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток элек­тричества в буквальном смысле слова уходит в землю (рис. 5).

Рисунок 5. Простейшая схема заземления.

Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора.

Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током.

При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что нулевой проводник также может быть заземлением и, в принципе, им и является, но только на электростанции.

Ситуация, когда в доме нет заземления, небезопасна. Как с ней справиться, не меняя всю проводку в доме, будет рассказано в дальнейшем.

ВНИМАНИЕ!

Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нулевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте.

При обрыве нулевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.

Лекции по теоретическим основам электротехники и электроники

Для кого предназначен этот сайт

Данный курс ТОЭ или теоретических основ электротехники предназначен как для студентов высших учебных заведений, так и и просто для интересующихся электрофизикой, общей электротехникой и электроникой.

Откуда взялись эти методические указания.

Лекции по электротехники были собраны в процессе проведения учебных занятий у студентов электротехнических и неэлектротехнических специальностей. Можно сказать, что данные лекции были выстраданы кровью и потом студентами. Было прочитано и переработано огромное количество книг, проведено множество консультаций с докторами и кандидатами технических и педагогических наук по методике подачи материала.

Сложно ли понять и изучить электротехнику?

Вообще электротехника и ТОЭ – это достаточно сложный предмет. Для многих студентов это как сопромат. Все знают, что что-то можно посчитать, но не знают как это сделать. Наскоком электротехника дается немногим. Остальные тратят много времени на зубрежку или на вникание, переосмысление и понимание каждой темы.

Библия для электриков и электроников.

Если вам покажется мало этих лекций (материалов по электротехники), то основным талмудом или библией для электриков является, конечно же следующая книга Л.А. Бессонов «Теоретические основы электротехники» в трех томах. Каждый томом книги настолько большой, что им можно легко убить человека… Начинающим этот учебник Бессонова врят ли подойдет. Данным учебником легко и просто пользоваться только в тех случаях, когда вы хотите освежить в памяти некоторую область знаний. Например, нужно рассчитать токи по законам Кирхгофа. Ищем в книге такую главу, читаем, вспоминаем, смотрим пример и рассчитываем свою задачу.

Когда я только изучал курс теоретических основ электротехники и читал материалы учебника “Теоретические основы электротехники” Бессонова, то понимал что и как нужно делать примерно после десятого — пятнадцатого вдумчивого прочтения. В некоторых случаях приходилось еще и консультироваться с кем-нибудь для уяснения важных моментов.

ТОЭ для чайников. Существует ли бесплатная таблетка?

Многие в интернете ищут книгу «ТОЭ для чайников»… Если такая книга и существует, то врят ли многие ее поймут после первого прочтения. На 100% утверждать не возьмусь, но практика показывает именно это.

Курсовики, РГР и экзамены по ТОЭ или по электротехники – это отдельная тема для разговора. Для студентов данный вид проверки знаний можно сравнить разве что со штурмом хорошо укрепленной крепости в одиночку…

Справочник электрика для чайников — Яхт клуб Ост-Вест

Существует множество понятий, которые нельзя увидеть собственными глазами и потрогать руками. Наиболее ярким примером служит электротехника, состоящая из сложных схем и малопонятной терминологии. Поэтому очень многие просто отступают перед трудностями предстоящего изучения этой научно-технической дисциплины.

Получить знания в этой области помогут основы электротехники для начинающих, изложенные доступным языком. Подкрепленные историческими фактами и наглядными примерами, они становятся увлекательными и понятными даже для тех, кто впервые столкнулся с незнакомыми понятиями. Постепенно продвигаясь от простого к сложному, вполне возможно изучить представленные материалы и использовать их в практической деятельности.

Понятия и свойства электрического тока

Электрические законы и формулы требуются не только для проведения каких-либо расчетов. Они нужны и тем, кто на практике выполняет операции, связанные с электричеством. Зная основы электротехники можно логическим путем установить причину неисправности и очень быстро ее устранить.

Суть электрического тока заключается в движении заряженных частиц, переносящих электрический заряд от одной до другой точки. Однако при беспорядочном тепловом движении заряженных частиц, по примеру свободных электронов в металлах, переноса заряда не происходит. Перемещение электрического заряда через поперечное сечение проводника происходит лишь при условии участия ионов или электронов в упорядоченном движении.

Электрический ток всегда протекает в определенном направлении. О его наличии свидетельствуют специфические признаки:

  • Нагревание проводника, по которому протекает ток.
  • Изменение химического состава проводника под действием тока.
  • Оказание силового воздействия на соседние токи, намагниченные тела и соседние токи.

Электрический ток может быть постоянным и переменным. В первом случае все его параметры остаются неизменными, а во втором – периодически происходит изменение полярности от положительной к отрицательной. В каждом полупериоде изменяется направление потока электронов. Скорость таких периодических изменений представляет собой частоту, измеряемую в герцах

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется силой тока, измеряемой в амперах.

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как напряженность электрического поля. Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица – вольт. Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление, измеряемое в омах. Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока. В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока – 1 А.

Закон Ома

Данный закон относится к основным положениям и понятиям электротехники. Он наиболее точно отражает зависимость между такими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Определения этих величин уже были рассмотрены, теперь нужно установить степень их взаимодействия и влияния друг на друга.

Для того чтобы вычислить ту или иную величину, необходимо воспользоваться следующими формулами:

  1. Сила тока: I = U/R (ампер).
  2. Напряжение: U = I x R (вольт).
  3. Сопротивление: R = U/I (ом).

Зависимость этих величин, для лучшего понимания сути процессов, часто сравнивается с гидравлическими характеристиками. Например, внизу бака, наполненного водой, устанавливается клапан с примыкающей к нему трубой. При открытии клапана вода начинает течь, поскольку существует разница между высоким давлением в начале трубы и низким – на ее конце. Точно такая же ситуация возникает на концах проводника в виде разности потенциалов – напряжения, под действием которого электроны двигаются по проводнику. Таким образом, по аналогии, напряжение представляет собой своеобразное электрическое давление.

Силу тока можно сравнить с расходом воды, то есть ее количеством, протекающим через сечение трубы за установленный период времени. При уменьшении диаметра трубы уменьшится и поток воды в связи с увеличением сопротивления. Этот ограниченный поток можно сравнить с электрическим сопротивлением проводника, удерживающим поток электронов в определенных рамках. Взаимодействие тока, напряжения и сопротивления аналогично гидравлическим характеристикам: с изменением одного параметра, происходит изменение всех остальных.

Энергия и мощность в электротехнике

В электротехнике существуют еще и такие понятия, как энергия и мощность, связанные с законом Ома. Сама энергия существует в механической, тепловой, ядерной и электрической форме. В соответствии с законом сохранения энергии, ее невозможно уничтожить или создать. Она может лишь преобразовываться из одной формы в другую. Например, в аудиосистемах осуществляется преобразование электроэнергии в звук и теплоту.

Любые электрические приборы потребляют определенное количество энергии на протяжении установленного промежутка времени. Эта величина индивидуальна для каждого прибора и представляет собой мощность, то есть объем энергии, который может потребить тот или иной прибор. Этот параметр вычисляется по формуле P = I x U, единицей измерения служит ватт. Он означает перемещение одного ампера одним вольтом через сопротивление в один ом.

Таким образом, основы электротехники для начинающих помогут на первых порах разобраться с основными понятиями и терминами. После этого будет значительно легче использовать полученные знания на практике.

Электрика для чайников: основы электроники

Предлагаем небольшой материал по теме: «Электричество для начинающих». Он даст первоначальное представление о терминах и явлениях, связанных с движением электронов в металлах.

Особенности термина

Электричество представляет собой энергию маленьких заряженных частиц, движущихся в проводниках в определенном направлении.

При постоянном токе не наблюдается изменения его величины, а также направления движения за определенный промежуток времени. Если в качестве источника тока выбирается гальванический элемент (батарейка), в таком случае заряд движется упорядоченно: от отрицательного полюса к положительному концу. Процесс продолжается до тех пор, пока он полностью не исчезнет.

Переменный ток периодически изменяет величину, а также направление движения.

Схема передачи переменного тока

Попробуем понять, что такое фаза в электричестве. Это слово слышали все, но далеко не всем понятен его истинный смысл. Не будем углубляться в детали и подробности, выберем только тот материал, который необходим домашнему мастеру. Трехфазная сеть является способом передачи электрического тока, при котором по трем разным проводам протекает ток, а по одному идет его возврат. Например, в электрической цепи есть два провода.

По первому проводу к потребителю, например, к чайнику, идет ток. Второй провод используется для его возвращения. При размыкании такой цепи, прохождения электрического заряда внутри проводника не будет. Данная схема описывает однофазную цепь. Что такое фаза в электричестве? Фазой считают провод, по которому протекает электрический ток. Нулевым называют провод, по которому осуществляется возврат. В трехфазной цепи присутствует сразу три фазных провода.

Электрический щиток в квартире необходим для распределения электрического тока по всем помещениям. Трехфазные сети считают экономически целесообразными, поскольку для них не нужны два нулевых провода. При подходе к потребителю, идет разделение тока на три фазы, причем в каждой есть по нолю. Заземлитель, который используется в однофазной сети, не несет рабочей нагрузки. Он является предохранителем.

К примеру, при возникновении короткого замыкания появляется угроза удара током, пожара. Для предотвращения такой ситуации, величина тока не должна превышать безопасный уровень, избыток уходит в землю.

Пособие «Школа для электрика» поможет начинающих мастерам справляться с некоторыми поломками бытовых приборов. Например, если возникли проблемы при функционировании электрического двигателя стиральной машины, ток будет попадать на внешний металлический корпус.

При отсутствии заземления заряд будет распределяться по машине. При прикосновении к ней руками, в роли заземлителя выступит человек, получив удар электрическим током. При наличии провода заземления такой ситуации не возникнет.

Особенности электротехники

Пособие «Электричество для чайников» пользуется популярностью у тех, кто далек от физики, но планирует использовать эту науку в практических целях.

Датой появления электротехники считают начало девятнадцатого века. Именно в это время был создан первый источник тока. Открытия, сделанные в области магнетизма и электричества, сумели обогатить науку новыми понятиями и фактами, обладающими важным практическим значением.

Пособие «Школа для электрика» предполагает знакомство с основными терминами, касающимися электричества.

Советы начинающим

Во многих сборниках по физике есть сложные электрические схемы, а также разнообразные непонятные термины. Для того чтобы новички могли разобраться во всех тонкостях данного раздела физики, было разработано специальное пособие «Электричество для чайников». Экскурсию в мир электрона необходимо начинать с рассмотрения теоретических законов и понятий. Наглядные примеры, исторические факты, используемые в книге «Электричество для чайников», помогут начинающим электрикам усваивать знания. Для проверки успеваемости можно использовать задания, тесты, упражнения, связанные с электричеством.

Если вы понимаете, что у вас недостаточно теоретических знаний для того, чтобы самостоятельно справиться с подключением электрической проводки, обратитесь к справочникам для «чайников».

Безопасность и практика

Для начала нужно внимательно изучить раздел, касающийся техники безопасности. В таком случае во время работ, связанных с электричеством, не будет возникать чрезвычайных ситуаций, опасных для здоровья.

Для того чтобы на практике реализовать теоретические знания, полученные после самостоятельного изучения основ электротехники, можно начать со старой бытовой техники. До начала ремонта обязательно ознакомьтесь с инструкцией, прилагаемой к прибору. Не забывайте, что с электричеством шутить не нужно.

Электрический ток связан с передвижением электронов в проводниках. Если вещество не способно проводить ток, его называют диэлектриком (изолятором).

Для движения свободных электронов от одного полюса к другому между ними должна существовать определенная разность потенциалов.

Интенсивность тока, проходящего через проводник, связана с количеством электронов, проходящих через поперечное сечение проводника.

На скорость прохождения тока влияет материал, длина, площадь сечения проводника. При увеличении длины провода, увеличивается его сопротивление.

Заключение

Электричество является важным и сложным разделом физики. Пособие «Электричество для чайников» рассматривает основные величины, характеризующие эффективность работы электрических двигателей. Единицами измерения напряжения являются вольты, ток определяется в амперах.

У любого источника электрической энергии существует определенная мощность. Она подразумевает количество электричества, вырабатываемое прибором за определенный промежуток времени. Потребители энергии (холодильники, стиральные машины, чайники, утюги) также имеют мощность, расходуя электричество во время работы. При желании можно провести математические расчеты, определить примерную плату за каждый бытовой прибор.

Тема: скачать бесплатно универсальный справочник электрика.

Специфика — информационно насыщенный справочник

Год издания — 2007

Количество страниц — 883

Размер файла — 32 МБ

Формат — PDF

Краткое описание:

Один из лучших справочников по электрике. Его специфика заключается в том, что он в себе собрал наиболее полное информационное содержание темы электрики. В нём Вы найдёте практически все моменты, которые связаны с темой электротехники. Для начала хотя бы просто ознакомтесь с общим содержанием этой замечательной книги, и Вы поймёте, в чём именно прелесть этого сборника. Советую его скачать.

Содержание:

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

» Лента монтажная изоляционная.

» Втулки. Бирки. Заглушки. Дюбеля. Колпачки (скрутки).

» Трубка электромонтажная. Гофрированые трубы.

» Кабельные короба и каналы.

ЩИТОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

» Щитки осветительные квартирные (ЩК).

» Схема квартирного электрического щита.

» Комплектные трансформаторные подстанции (КТП).

» Водно-распределительные устройства (ВРУ).

» Комплектные электрические устройства.

» Распределительные электрические щиты.

» Автоматический ввод резерва (АВР).

» Осветительные щитки (ЩО).

» Щиты учета и распределения электроэнергии.

» Щиткы осветительные этажные (ЩЭ).

» Панель управления уличным освещением.

» Секционные панели распределительных щитов.

ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

» Промежуточные звенья трехлапчатые (ПРТ).

» Распорки межфазовые и специальные.

» Разъеденители РВФ, РВЗ, РВФЗ, РВ, РВО, РЛВОМ.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ

» Предохранители (вставки плавкие).

» Автоматические выключатели (автоматы).

» Устройство защитного отключения (УЗО).

» Резисторы. Конденсаторы. Катушки.

» Полупроводниковые диоды. Тиристоры. Транзисторы.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

» Измерители сопротивления заземления.

» Фазометры и фазоуказатели.

» Измерители КЗ (тока короткого замыкания).

» Комбинированные электроприборы и тестеры.

» Индикаторы и указатели напряжения.

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ АКСЕССУАРЫ

» Устройство наброса на провода.

» Заземления переносные (ВЛ).

» Заземления переносные (РУ).

» Штанги изолирующие оперативные.

» Штанги универсальные для снятия-установки предохранителей.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА (на практике)

» Советы домашнему мастеру.

» Инструметы, приспособления и приборы.

» Припои и способы пайки материалов.

» Действия электрического тока на человека и животных..

» Способы защиты от удара электротоком.

» Надёжность и электробезопасность.

» Плакаты по электробезопасности.

» Предписывающие, предупреждающие, указательные знаки.

» Непосредсвенный учет и экономия электроэнергии.

» Обслуживание электрического оборудования.

» Сведения о надежности электротехнических устройств.

» Степени защиты IP.

» Обслуживания персоналом электрических машин и аппаратов.

» Каталог цветов RAL и CORIAN.

» Обозначения для электросхем по нормам DIN 40 900/IEC 617.

и многое другое .

Куда далее перейти на этом сайте ⇙

Понимание основ электричества, представляя его как воду

«Мы считаем, что электричество существует, потому что электрическая компания постоянно присылает нам счета за него. Но мы не можем понять, как он перемещается по проводам ». — Дэйв Барри

Основные законы электричества математически сложны. Но использование воды в качестве аналогии предлагает простой способ получить базовое понимание.

Электричество 101 — Напряжение, ток и сопротивление

Три основных компонента электричества — это напряжение, ток и сопротивление.

  • НАПРЯЖЕНИЕ похоже на давление, которое проталкивает воду по шлангу. Он измеряется в вольтах (В).
  • ТОК как диаметр шланга. Чем он шире, тем больше воды будет проходить через него. Он измеряется в амперах (I или A).
  • СОПРОТИВЛЕНИЕ — это как песок в шланге, который замедляет поток воды. Он измеряется в омах (R или Ω).

Напряжение, ток и сопротивление взаимосвязаны. Если вы измените один из них в цепи, другие тоже изменятся.В частности, напряжение равно току, умноженному на сопротивление (V = I x R). Думая о воде, если вы добавите песок в шланг и сохраните давление на том же уровне, это будет похоже на уменьшение диаметра шланга … меньше воды будет течь.

Электричество 201 — постоянный ток, переменный ток, батареи и трансформаторы

Как электричество работает в электронике и электросети?

ПРЯМОЙ ТОК или постоянный ток аналогичен нормальному потоку воды в шланге — он течет в одном направлении, от источника до конца.Исторически сложилось так, что DC был первоначально защищен Томасом Эдисоном в знаменитых Текущих войнах конца 1800-х годов. DC проиграл войну за энергосистему, но нашел еще более захватывающую роль в современной электронике, такой как компьютеры, телефоны и телевизоры.

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК или переменный ток подобен воде, которая течет взад и вперед по шлангу много раз в секунду. Аналогия с водой здесь немного нарушается, но переменный ток легко создается электрическими генераторами (также называемыми генераторами переменного тока). Никола Тесла и Джордж Вестингауз отстаивали AC над DC, и в конце концов они победили.В настоящее время кондиционер является мировым стандартом для подачи электричества в дома и здания через сеть.

БАТАРЕИ можно рассматривать как водяные насосы, которые перекачивают воду через шланг, который возвращается по замкнутому контуру обратно к батарее. Существует множество показателей емкости батарей, и не все сразу логичны. Они включают ампер-часы и киловатт-часы. Батареи могут генерировать только постоянный ток.

ТРАНСФОРМАТОРЫ — это все равно что держать большой палец над концом шланга, чтобы вода распылялась дальше.Объем воды (мощность) остается прежним, но давление (напряжение) увеличивается с уменьшением диаметра (силы тока). Именно это делают трансформаторы для воздушных линий электропередач. Электричество может перемещаться дальше с меньшими потерями, потому что сопротивление (песок) не препятствует подаче электричества (воды), когда сила тока ниже (шланг меньшего диаметра). Трансформаторы работают только с переменным током. Способность передавать электричество на большие расстояния — основная причина, по которой переменный ток превзошел постоянный ток столетие назад.

Электричество 301 — Мощность и энергия

Теперь давайте продолжим использовать аналогию со шлангом, чтобы погрузиться в мутные воды цепей (каламбур, извините).

МОЩНОСТЬ похожа на объем воды, который представляет собой , вытекающую из шланга, при заданном давлении и диаметре. Электрическая мощность измеряется в ваттах (Вт). А более крупные системы измеряются в киловаттах (1 кВт = 1000 Вт) или мегаваттах (1 МВт = 1 000 000 Вт).

ENERGY — это как измерение объема воды, который протекает через шланг за период времени за период времени , как наполнение 5-галлонного ведра за минуту. Электрическую энергию часто путают с электроэнергией, но это две разные вещи: мощность измерения мощности и доставка меры энергии.Электроэнергия измеряется в ватт-часах (Втч), но большинство людей более знакомо с измерением в своих счетах за электроэнергию, киловатт-часами (1 кВтч = 1000 ватт-часов). Электроэнергетические компании работают в более крупном масштабе и обычно используют мегаватт-часы (1 МВт-ч = 1000 кВт-ч).

Надеюсь, это полезное введение в основы электричества. Мы будем рады услышать ваши отзывы и предложения, поэтому оставляйте предложения и комментарии ниже.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Сопутствующие

Основы электричества объясняются просто.


Мы обсудим следующие аспекты. Прокрутите вниз и начните читать.

  • Зачем разбираться в электричестве
  • Ток и амперы
  • Разность потенциалов и вольт
  • Связь между разностью потенциалов и током
  • Источники разности потенциалов
  • Понятие сопротивления
  • Закон Ома
  • Постоянный и переменный ток


Зачем нужно знать об электричестве?

Электричество везде.Вокруг вас текут миллиарды электронов: в освещении операционной, мониторах анестезии, диатермии, элементах управления вентилятором, шприцевых насосах, экране компьютера, который вы сейчас читаете, и так далее, и так далее …

На этом удивительном снимке ниже показан снимок Земли, сделанный ночью из космоса. Уличные и домашние фонари освещают страны и дают представление о том, насколько широко используется электричество во всем мире. На изображении ниже, насколько освещена ваша страна?

Немного узнать об электричестве полезно, потому что:

  • Он предоставит основы для понимания электробезопасности.
  • Это поможет вам лучше понять принципы работы электрического медицинского оборудования, такого как электрохирургические устройства, дефибрилляторы, измерение температуры и т. Д.

Электрический ток и ампер

Часто можно услышать слова «ток», «напряжение» и «сопротивление». Очень важно хорошо понимать эти три концепции. Начнем с объяснения, что такое электрический ток. Представим, что через светло-коричневый провод внизу проходит электрический ток.

Когда мы говорим, что электрический «ток» течет, что он на самом деле течет? Ток — это поток электронов. Электроны можно рассматривать как отрицательно заряженные «частицы». Движение этих электронов называется током.

Ток измеряется в единицах, называемых «амперами». Число ампер в проводе связано с тем, сколько электронов проходит через поперечное сечение провода в секунду.

Ток в один ампер относится к определенному количеству электронов, проходящих через поперечное сечение провода за одну секунду.Это огромное число, и, пожалуйста, не запоминайте его. По проводу ниже проходит ток в один ампер.

Чем выше ток (больше ампер), тем выше количество электронов, которые проходят через поперечное сечение провода за секунду.

На самом деле очень сложно сосчитать миллионы электронов.

Поскольку так сложно подсчитать такое количество электронов, официальное определение («Международная система единиц») ампера опирается на более «практически измеримое определение».Для вас и для меня (не физика) даже это определение все равно кажется очень непрактичным, но, по крайней мере, вам не нужно считать отдельные электроны. «Практическое» определение дано ниже, но, пожалуйста, не запоминайте его (если у вас нет неограниченного объема памяти).

Итак, ампер относится к количеству электронов, протекающих по проводу в секунду.


Разность потенциалов и вольт

Как известно, вода и электричество плохо сочетаются друг с другом!

Однако, что интересно, вода и электричество ведут себя «примерно одинаково».Поскольку, в отличие от электричества, воду можно увидеть, часто бывает полезно сначала понять поведение воды, а затем использовать ее для понимания электричества.

Итак, давайте представим, что вы хотите установить красивый водопад в своем саду (также представьте, что вы достаточно богаты, чтобы иметь большой сад).

Чтобы сэкономить деньги, вы решаете сами построить то, что вы считаете водопадом. Это выглядит так.

К сожалению, вода не течет совсем.Вы не можете понять почему.

Причина отсутствия потока воды в том, что в плоском пруду нет разницы в энергии. Чтобы вода текла, должна быть разница в энергии между одной областью и другой. Тогда вода потечет из области с высокой энергией в область с низкой энергией. В случае водопада эту энергию можно получить, подняв одну часть воды. Поднятая вода имеет больше энергии (из-за силы тяжести), чем вода у основания, заставляя воду течь.

Давайте рассмотрим это с точки зрения энергии. В случае с водопадом энергия определяет силу тяжести. Чем выше вода, тем выше ее потенциальная энергия. В нашем водопаде более высокий резервуар имеет более высокую потенциальную энергию, чем нижний резервуар, который имеет более низкую потенциальную энергию, и эта разница в энергии заставляет воду течь. Когда вода стекает по водопаду, она теряет потенциальную энергию. Когда он достигает нижнего резервуара, его потенциальная энергия ниже, чем у верхнего резервуара.

Когда верхний бак опустеет, вода, конечно, не будет течь обратно вверх сама по себе. Это связано с тем, что вода не течет из области с низким потенциалом энергии в область с высоким потенциалом.

По той же причине, если вы просто соединили трубу от нижнего бака к верхнему, вода не вернется в верхний бак.

Если мы хотим, чтобы водопад в саду продолжал работать, нам нужно вернуть воду в верхний резервуар.Для этого нам нужно обеспечить систему энергией. Это возможно с водяным насосом. Вода в верхнем резервуаре имеет высокую энергию и, как объяснялось ранее, стекает вниз, теряя при этом энергию. Затем насос «обеспечивает энергию для привода системы», забирая воду с более низкой потенциальной энергией и перекачивая ее в верхний резервуар. Вода, которая достигла верхнего резервуара, теперь имеет высокую потенциальную энергию и может снова стекать, повторяя цикл снова и снова. Теперь у нас наконец-то есть красиво работающий садовый водопад, который продолжает течь.

А теперь перейдем к чему-нибудь электрическому. Вместо водопада представим, что мы хотим зажечь лампочку. Лампочка — это то, что загорается, когда через нее проходит ток.

Давайте подключим несколько проводов к лампочке, чтобы попытаться заставить ее загореться. Но, к сожалению, мы обнаруживаем, что лампочка не загорается. Мы видим, что в проводе есть электроны, но лампочка не загорается. Почему это ?

Причина того, что лампочка не загорается, в том, что нет «потока» электронов.Электроны должны двигаться в одном направлении, чтобы лампочка загорелась. Если они просто «болтаются», не двигаясь в одном направлении, ничего не произойдет.

Давайте посмотрим на провод поближе, чтобы понять, почему лампочка не горит

Вы увидите, что электроны в проводе беспорядочно перемещаются во всех направлениях. Однако важно отметить, что они НЕ движутся в одном конкретном направлении, а просто «торчат». Вы помните, что ток — это поток электронов в определенном направлении.Итак, в нашем примере до сих пор, поскольку все электроны в проводе не текут в определенном направлении, ток не проходит через лампочку, и, следовательно, лампочка не загорается.

Это похоже на ситуацию, когда водопад не работал без насоса. В системе водопада есть вода, но вода не движется в определенном направлении из-за нехватки энергии.

В водопаде, как вы помните, был необходим насос для обеспечения разницы в энергии для потока воды.

Как и вода в водопаде, электрические цепи нуждаются в разности потенциалов, чтобы электроны текли.

На изображении ниже показаны два провода. Верхний провод не имеет разности потенциалов. Электроны беспорядочно движутся во всех направлениях без потока в одном конкретном направлении. Следовательно, по этому проводу нет тока. Нижний провод имеет разность потенциалов между A и B. Это заставляет электроны течь в определенном направлении, и поэтому этот провод проводит ток.

Существует множество источников, которые могут создавать разность потенциалов, которая может вызвать протекание тока в электрической цепи. Вы можете думать об «источнике разности потенциалов» как о насосе в водопаде, который мы обсуждали. Насос заставляет воду течь по системе. В электрической цепи источник разности потенциалов заставляет электроны (то есть ток) течь по цепи.

Источники разности потенциалов имеют «отрицательный полюс» и «положительный полюс».Ток покидает отрицательный полюс и возвращается к положительному полюсу.

Как упоминалось ранее, существует много типов источников разности потенциалов, и многие из них будут рассмотрены позже. А пока давайте обсудим общий источник разности потенциалов, который вы, возможно, использовали дома и в больнице. Этим источником является обычная одноразовая батарея. Вы могли поставить их на часы у себя дома. В большинстве ларингоскопов эти батареи используются для питания лампочки.

Давайте теперь подключим эту батарею к лампочке, которую мы пытались зажечь раньше. Разница потенциалов, генерируемая в батарее, заставляет электроны двигаться. Ток идет от отрицательного полюса по проводам к лампочке, проходит через лампочку и заставляет ее загораться и возвращается по проводам к положительному полюсу.

Единицей измерения разности потенциалов является «вольт». Чем больше разность потенциалов на полюсах, тем больше вольт.

Обычная домашняя аккумуляторная батарея имеет 1 аккумулятор.5 В или сокращенно «1,5 В»

С другой стороны, разность потенциалов, выходящая из настенных розеток, может быть довольно высокой (например, 120 или 230 вольт).

Теперь я должен признаться, что рисовать все это может быть довольно утомительно. К счастью, говоря об электричестве, не нужно постоянно рисовать «настоящую» вещь. Вместо этого можно использовать символы. Например, батарея обозначена символом:

.

Более короткая вертикальная линия представляет отрицательный полюс.

Способ запомнить, какая вертикальная линия отрицательная, а какая положительная, — это помнить, что «n» короче, чем «p».

Точно так же лампочка может быть представлена ​​символом.

Вы увидите, что электрические схемы гораздо проще рисовать с помощью символов, чем с использованием реалистичных диаграмм. Например, эта схема….

… можно легко нарисовать как….

На практике схемы реального медицинского оборудования могут быть очень сложными, и использование символов становится очень удобным.Ниже представлена ​​очень простая (для инженеров!) Электрическая схема, нарисованная с использованием символов.


Связь между разностью потенциалов и током.

Теперь вернемся к разности потенциалов и току. Напомним, что ток — это поток электронов. Потенциальная разница — это то, что заставляет электроны и, следовательно, течь ток. В нашем примере с водопадом мы сказали, что разность потенциалов подобна разнице в высоте верхнего и нижнего резервуара, а разница составляет поток воды.

Посмотрите на два водопада внизу. У водопада A большая разница в высоте, тогда как у водопада B небольшая разница в высоте. Водопад A имеет большую разницу в энергии, чем водопад B, и поэтому скорость потока в водопаде A намного выше, чем у водопада B. Другими словами, расход воды пропорционален разнице в энергии.

То же самое и в электрических цепях. Если вы увеличите разность потенциалов, будет течь больше электронов.Возьмите пример ниже. В верхней цепи разность потенциалов составляет 1,5 В, и это приводит к определенному протеканию тока. В нижней цепи разность потенциалов увеличена вдвое до 3 вольт. Это удваивает ток, заставляя лампочку загораться ярче.

Существует известный электрический закон под названием «Закон Ома». Хотя закон Ома будет объяснен более подробно позже, то, что мы уже обсуждали, составляет «ЧАСТЬ» этого закона.

Т.е. Часть Закона Ома гласит, что «для данного провода (проводника) ток прямо пропорционален разности потенциалов на нем.«


Источники разности потенциалов

Есть много источников разности потенциалов.

Одноразовые батареи:

До сих пор в наших обсуждениях мы использовали батареи как источник разности потенциалов. Сначала мы обсудим батареи, а затем другие источники разности потенциалов.

Батареи

частоты используются в домашних условиях для питания небольших предметов, например, часов. В больнице лампы ларингоскопа обычно питаются от батареек.Батареи бывают самых разных форм и размеров.

В батареях химическая реакция создает разность потенциалов. После того, как химическая реакция «закончилась», аккумулятор больше не генерирует полезную разность потенциалов, и аккумулятор выбрасывается.

Аккумуляторы:

Эти батареи имеют «обратимые» химические реакции. Если вы приложите разность потенциалов и ток к перезаряжаемой батарее, химические реакции в батарее «сохранят» эту энергию.Когда требуется энергия, дальнейшие химические реакции могут высвободить ранее накопленную энергию. Эти батареи можно перезаряжать много раз, что экономически выгодно в долгосрочной перспективе. Перезаряжаемые батареи очень часто используются в бытовых товарах, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. Они также очень часто используются во многих больничных устройствах, таких как шприцевые насосы, портативные мониторы, дефибрилляторы, моторизованные операционные столы и т. Д. Чрезвычайно важно поддерживать устройства, в которых используются аккумуляторные батареи, «заряженными».Если вы не держите вещи правильно заряженными (например, забываете подключить устройство к сетевой розетке), батареи могут разрядиться раньше и неожиданно вывести из строя критически важное оборудование, такое как шприцевой насос, во время транспортировки пациента.

Электрический генератор:

Энергия в наших домах и больницах поступает от огромных электрических генераторов. Это устройства, преобразующие вращательное движение в электричество.

Есть много разных способов обеспечить вращательное движение генератору.Например, воду в плотине можно использовать для включения генератора (гидроэлектростанции).

Многие электростанции используют пар для вращения генератора. Пар производится путем нагрева воды, что может происходить из источников энергии, таких как нефть, газ, уголь или ядерная энергия.

Многие электростанции соединены друг с другом сетью проводов, которая называется «электрическая сеть». Сеть позволяет системе совместно использовать ресурсы и обеспечивать резервное питание в случае отказа одной электростанции.Сеть распределяет электроэнергию по больницам, домам и другим потребителям.

Сеть тщательно контролируется для удовлетворения потребностей потребителей в электроэнергии. Например, сетевые инженеры внимательно изучают телевизионные программы, потому что они знают, что, когда популярные телевизионные программы заканчиваются (например, после важного спортивного события), миллионы людей встают и нагревают воду в электрических чайниках для приготовления кофе или чая. Сетевые инженеры планируют это и быстро активируют специальные электростанции, которые могут быстро увеличить подачу электроэнергии в сеть, чтобы удовлетворить этот спрос.Например, во время Королевской свадьбы в Соединенном Королевстве спрос на электроэнергию увеличился на 2 400 000 ватт, что эквивалентно одновременному включению почти одного миллиона чайников.

Аварийный генератор:

Как и все остальные, больницы также получают электроэнергию от электросети. Если сеть не обеспечивает подачу электроэнергии, важнейшее вспомогательное оборудование пациента, такое как мониторы, аппараты ИВЛ, наркозные аппараты и т. Д., Может перестать работать.По этой причине в больницах есть собственные источники аварийного питания. На короткие периоды перебоев в электроснабжении огромные аккумуляторные батареи могут обеспечить необходимую мощность. На более длительный период в больнице будет генератор, который обычно приводится в действие дизельным двигателем. Этот генератор включается автоматически при обнаружении сбоя питания.


Концепция сопротивления

В мире электричества есть три друга, которые всегда находятся вместе и влияют друг на друга.Мы уже обсуждали два из них: ток (в амперах) и разность потенциалов (в вольтах). Теперь давайте обсудим третьего друга, называемого сопротивлением,

.

В цепи электрическое сопротивление — это то, что «сопротивляется» потоку электронов (то есть сопротивляется потоку тока). Вернемся к нашему примеру с водопадом. Однако теперь мы заменим водопад трубой, соединяющей два резервуара. Вода течет по трубе из верхнего бака в нижний из-за разницы в потенциальной энергии.

Давайте теперь рассмотрим два таких устройства. В обоих случаях высота резервуара для воды одинакова. Т.е. обе системы имеют одинаковую потенциальную энергию. Однако устройство «A» имеет узкую трубу, а устройство «B» — широкую трубу.

Скорость потока воды в трубе A ниже, чем скорость потока воды в трубе B. Это связано с тем, что более узкая труба A имеет большее сопротивление потоку воды, чем более широкая труба B.

Итак, в приведенном выше примере скорость потока и сопротивление имеют «противоположную» взаимосвязь.Когда один увеличивается, другой уменьшается. Говоря техническим языком, можно сказать, что скорость потока обратно пропорциональна сопротивлению.

Электричество аналогично. Возьмем провод и лампочку, подключенные к разности потенциалов 1,5 вольта. Эта разность потенциалов заставляет ток течь по проводам и лампочке.

Предположим, теперь мы делаем две похожие электрические цепи с батареями, проводами и лампочками. В обеих схемах мы сохраняем разность потенциалов одинаковой.(1,5 вольта). Однако в одной цепи мы используем тонкие провода с высоким сопротивлением, а в другой — толстые провода с низким сопротивлением. Видно, что по толстым проводам с низким сопротивлением протекает больше тока (более яркая лампочка), чем по тонким проводам с высоким сопротивлением.

Таким образом, высокое сопротивление приводит к слабому току, и, наоборот, низкое сопротивление приводит к сильному току. Мы можем выразить это в уравнении, в котором ток обратно пропорционален сопротивлению провода, по которому он проходит.




Закон Ома

Некоторое время назад мы видели часть Закона Ома, который гласил, что ток, протекающий по проводу, прямо пропорционален разности потенциалов на этом проводе.

А недавно мы узнали, что ток обратно пропорционален сопротивлению.

Теперь вы готовы к «полному» закону Ома! Давайте объединим эти два отношения, которые вы только что узнали.

Закон об Омах гласит, что:

Ток, протекающий через проводник между двумя точками, прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками и обратно пропорционален сопротивлению между ними. Закон Ома можно показать уравнением в желтом квадрате.

Итак, вы можете видеть, что три друга, вольт (разность потенциалов), сопротивление и ток — лучшие друзья. И, как и друзья, если вы соберетесь вдвоем, они будут говорить о третьем друге.

Точно так же, переставив уравнение закона Ома, если вы знаете два значения, вы можете узнать, что такое третье.

Пора использовать в уравнениях международные сокращения. Обратите внимание, что международное сокращение Current — это не «C». Вместо этого это «я» (капитолий 1). Эта причудливая аббревиатура имеет отношение к истории, где современное раньше было представлено на французском языке.

Теперь вот уравнения, которые мы видели раньше, с использованием сокращений.

Вам не нужно запоминать все три приведенных выше уравнения. Просто запомните одно, а остальное вы сможете отработать при необходимости.

Закон Ома — очень важный закон в мире электричества. Это было обнаружено мистером Ом.

Единица сопротивления названа его именем. Единица измерения сопротивления называется «Ом», и ее символ показан ниже.

Приведем пример Закона Ома в клинической практике.

Представим, что вы прикрепили к пациенту отведения электрокардиограммы (ЭКГ).Затем вы вставляете вилку отведения ЭКГ в соответствующее гнездо на мониторе.

К сожалению, при этом в вилку попадает кусок грязи. Из-за этого желтый провод плохо контактирует со своей ответной частью, что увеличивает его сопротивление.

В соответствии с законом Ома высокое сопротивление влияет на напряжение и ток в проводе, нарушая запись ЭКГ.

Вытащили вилку из розетки и удалили грязь. Теперь контакт хороший, а сопротивление низкое.

Низкое сопротивление облегчает прохождение тока и позволяет лучше отслеживать ЭКГ.


Постоянный и переменный ток

Как вы помните, ток — это поток электронов.

Электроны (т.е. ток) текут от «отрицательного» полюса к «положительному» полюсу. Следовательно, у тока есть «направление» потока.

Направление тока изменится, если поменять местами отрицательный и положительный полюса источника.

Существует два основных типа протекания тока: «Постоянный ток (DC)» и «Переменный ток (AC)».

В основном, при постоянном токе «направление» тока остается постоянным с течением времени, тогда как при переменном токе направление протекания тока продолжает меняться от одного направления к другому. Позвольте мне попытаться прояснить вам ситуацию.

Чтобы сделать диаграммы менее загруженными, я их немного упростил. Источник разности потенциалов обозначен знаком минус и плюс.Зеленая стрелка покажет направление тока. Помните, ток всегда течет от отрицательного к положительному.

Теперь я опишу вам разницу между постоянным и переменным током. Начнем с DC. Ниже приведена серия изображений, показывающих схему с источником питания постоянного тока. Повторяющиеся изображения показывают, что происходит в течение определенного периода времени. Вы заметите, что со временем ток НЕ изменил направление (зеленая стрелка остается в том же направлении). Это фундаментальное свойство постоянного тока: ток не меняет направления.

AC выглядит довольно странно по сравнению с постоянным током. В переменном токе отрицательный полюс и положительный полюс источника постоянно меняются местами.

Поскольку ток перемещается с отрицательного на положительный, это означает, что ток также неоднократно меняет направление.

На приведенных ниже изображениях показано изменение переменного тока во времени. Положительный полюс и отрицательный полюс продолжают чередоваться. В ответ на это направление тока также постоянно меняется.

Это повторяющееся изменение направления тока происходит довольно быстро. Во многих странах это происходит 50 или 60 раз в секунду (то есть с частотой 50 или 60 Гц). Например, в США это происходит 60 раз в секунду (60 Гц), а в Великобритании, Индии и Шри-Ланке это происходит с частотой 50 Гц. Приведенная ниже анимация может помочь вам оценить, насколько это быстро. Отрицательный и положительный полюса чередуются 50 раз в секунду. Если вы страдаете светочувствительной эпилепсией, пропустите эту анимацию.

Вы можете задаться вопросом, почему кто-то производит странный ток в форме переменного тока. Есть веские инженерные причины, по которым у нас есть кондиционер, и об этом мы поговорим позже. А пока мы продолжим обсуждение того, как ведет себя AC.

Прежде чем продолжить, позвольте мне познакомить вас с научным прибором, называемым «осциллографом». Осциллограф имеет экран, на котором отображаются изменения напряжения во времени. Вертикальная ось представляет напряжение, а горизонтальная ось представляет время.Это помогает нам визуализировать, как ток ведет себя с течением времени, и будет очень полезно, когда мы продолжим обсуждение переменного и постоянного тока.

Если «осциллограф» звучит сложно, не волнуйтесь, потому что я уверен, что вы использовали его каждый день в своей профессиональной жизни. Монитор ЭКГ (ЭКГ) — это разновидность осциллографа. Он измеряет разность потенциалов сердца с течением времени. Выглядит знакомо ?

Ниже представлен упрощенный осциллограф. Прямо сейчас к щупам осциллографа ничего не подключено (черный и красный щупы), поэтому кривая (синяя линия) остается на базовой линии.

Подключим осциллограф к источнику постоянного тока. Осциллограф показывает прямую линию (синяя линия) над базовой линией (пунктирная линия).

Осциллографы

показывают изменение направления тока по кривой, пересекающей базовую линию. Поменяем местами положительный и отрицательный полюса источника (т.е. поменяем полярность). Вы увидите, что кривая пересекает базовую линию сверху вниз.

Давайте снова изменим полярность, чтобы она вернулась к прежней.Вы снова увидите, что осциллограф показывает это изменение, заставляя кривую пересекать базовую линию, в данном случае снизу вверх.

Теперь давайте исследуем постоянный и переменный ток с помощью осциллографа.

Сначала мы подключаем его к источнику постоянного тока, например, к батарее. Вы получите устойчивый график выше базовой линии. Поскольку с постоянным током направление тока не меняется, трассировка не пересекает базовую линию.

Теперь рассмотрим переменный ток с помощью осциллографа.Вы знаете, что, в отличие от постоянного тока, полярность переменного тока постоянно меняется, поэтому вы ожидаете увидеть что-то подобное.

Однако прямоугольная форма волны выше НЕ то, что вы видите. Вместо этого вы увидите сигнал с гораздо более изящными кривыми, как показано на осциллографе справа внизу.

Причина, по которой вы видите изящные кривые вместо внезапных прямоугольных изменений, заключается в том, что полярность переменного тока НЕ ​​изменяется внезапно, как показано ниже.

Вместо этого изменение AC происходит «мягко».Потенциал сначала начинает уменьшаться и со временем становится равным нулю. Затем полярность меняется, и разность потенциалов начинает расти, пока не достигнет максимума. Смена полярности продолжается таким же образом.

Этим плавным изменением полярности (как показано в «танце полярности») ниже объясняются красивые кривые осциллограммы переменного тока.

Теперь вы готовы увидеть, как формируется осциллографическая кривая переменного тока. (Это форма волны, которую вы часто видите в учебниках)

Сейчас я покажу вам, как «плавный» переход, показанный ниже, превращается в кривую форму волны, наблюдаемую при переменном токе.

Вышеупомянутый переход будет показан поэтапно. При отображении каждого шага вы будете видеть форму волны переменного тока на осциллографе.

Обратите внимание, что у переменного тока есть периоды, когда ток отсутствует.

При изменении полярности трассировка пересекает базовую линию.

И цикл повторяется.

Вы бы заметили, что переменный ток имеет периоды, когда разность потенциалов равна нулю. В это время ток равен нулю.

Обычно эти нулевые периоды не замечаются, потому что они происходят очень быстро. Однако иногда вы можете видеть эти периоды выключения в люминесцентных лампах (ламповых лампах). В периоды выключения свет может мерцать (быстрее, чем показано ниже, компьютерная анимация недостаточно быстрая).

В физике изогнутую форму волны переменного тока можно описать как «синусоидальную волну».Математика такой волны описывается функцией «греха» в сложном уравнении, показанном ниже, которое, я надеюсь, вы не запомните.

Напомним, что на изображении ниже показаны формы сигнала постоянного и переменного тока вместе для сравнения.

Ниже приведены обычно используемые символы для обозначения источников питания переменного и постоянного тока.

Если вы посмотрите вокруг, вы обнаружите, что ваш мир полон символов. Когда вам скучно, посмотрите вокруг своей операционной и вы найдете множество скрытых символов.Обычно их можно найти на электрическом оборудовании. Посмотрите, где соединяются провода мониторинга и провода питания.

Почему наши дома и больницы снабжены переменным током, а не постоянным током?

Электрический ток, который выходит из настенных розеток в домах и больницах, в основном переменный. Переменный ток выглядит сложнее, чем постоянный, так почему же они используют переменный ток для питания наших больниц и домов?

Чтобы объяснить, почему в вашу больницу и дом подается переменный ток, а не постоянный, вам необходимо понять, как работает устройство, называемое «трансформатором».Трансформатор «преобразует» напряжение в более высокое или более низкое напряжение. Если он преобразует входное напряжение в более высокое выходное напряжение, он называется «повышающим» трансформатором.

Если он преобразует входное напряжение в более низкое выходное напряжение, он называется «понижающим» трансформатором.

Давайте посмотрим, как работает трансформатор. Трансформатор использует два очень важных свойства в мире электричества.

Первое явление, используемое в трансформаторах, заключается в том, что когда по проводу проходит электрический ток, он создает магнитное поле.

В приведенном ниже примере провод (катушка) пропускает постоянный ток (DC). Магнитное поле показано синей дугой.

Ниже мы демонстрируем катушку с проводом переменного тока. Важно отметить, что, поскольку ток меняет направление, он создает «изменяющееся» магнитное поле (показано синей дугой со стрелками). Т.е. В DC ​​поле не меняется, в то время как в AC поле постоянно меняется.

Теперь давайте обсудим второе электрическое явление, которое заставляет трансформаторы работать.Это называется «электромагнитная индукция», и давайте рассмотрим катушку с проволокой, чтобы продемонстрировать это.

Электромагнитная индукция — это явление, при котором, если на провод (или катушку провода, как в нашем примере) воздействует ИЗМЕНЯЮЩЕЕся магнитное поле, в проводе будет индуцироваться ток. В приведенном ниже примере изменяющееся (то есть многократно увеличивающееся и уменьшающееся) магнитное поле представлено синей дугой со стрелками.

Важно, что магнитное поле меняется.Неизменяющееся магнитное поле (как показано ниже) НЕ будет индуцировать ток в катушке.

Теперь мы можем объяснить, как работает трансформатор. Входной переменный ток идет в первичную катушку (розовый). Это создает изменяющееся магнитное поле (синяя дуга со стрелками). Изменяющееся магнитное поле индуцирует ток во вторичной катушке (зеленый цвет), и, таким образом, электрическая энергия передается от первичной катушки к вторичной катушке.

На этом этапе вы можете видеть, что трансформатор работает только с переменным током, потому что ему требуется изменяющееся магнитное поле для передачи энергии через него.Если бы вы использовали постоянный ток, трансформатор не работал бы. Магнитное поле не будет изменяться и, следовательно, не будет передавать энергию вторичной катушке.

Будет ли трансформатор работать как повышающий или понижающий трансформатор, зависит от соотношения контуров в первичной и вторичной обмотках. В повышающем трансформаторе вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная обмотка. Точно так же в понижающем трансформаторе вторичная обмотка имеет меньше витков, чем первичная обмотка.

Теперь мы понимаем, что трансформаторы могут повышать или понижать напряжение. Мы также понимаем, что нам нужен переменный ток, чтобы трансформаторы работали. Теперь вопрос в том, почему трансформаторы так важны?

Это связано с передачей электроэнергии. Ранее мы обсуждали, как вырабатывается электроэнергия на электростанции.

Эта электростанция может находиться на расстоянии многих сотен миль / километров от вашего дома или больницы, а это означает, что электричество должно пройти очень далеко, прежде чем достигнет вас.Одна большая головная боль для энергетической компании заключается в том, что когда электричество проходит по проводам, оно теряет энергию. Если это произойдет на огромных расстояниях, когда провод дойдет до вас, ничего не останется.

Согласно физическому принципу, провода с низким напряжением имеют более высокие потери, чем провода с высоким напряжением. (Объяснение этого выходит за рамки данного веб-сайта.)

Следовательно, для минимизации потерь энергокомпания передает электроэнергию под высоким напряжением.

Эти высоковольтные линии электропередач часто можно увидеть пересекающими ландшафт. В следующий раз, когда выйдете на улицу, поищите их.

Здесь на помощь приходят трансформаторы. Генераторы вырабатывают относительно низкое напряжение. Это низкое напряжение повышается повышающим трансформатором до высокого напряжения, которое используется для передачи электричества на большие расстояния. Когда провода доходят до вас, высокое напряжение снижается с помощью серии понижающих трансформаторов. Единственный практический способ создания высокого напряжения и последующего снижения, необходимого для экономичной передачи энергии, — это использование трансформаторов.И именно поэтому переменный ток используется для передачи электроэнергии, вплоть до розетки в вашей больнице и дома.


Резюме:

Важно, чтобы вы знали об электричестве. Это поможет вам лучше понять электробезопасность.

Ток связан с потоком электронов и измеряется в амперах.

Разница потенциалов — это то, что заставляет электроны течь (ток), и измеряется в «Вольтах». Существует множество источников разности потенциалов, таких как батареи, электрические розетки дома и в больнице и т. Д.Ток напрямую связан с разностью потенциалов, и это является частью закона Ома.

Сопротивление — это то, что препятствует прохождению тока и измеряется в Ом. Ток обратно пропорционален сопротивлению. Эта взаимосвязь является частью Закона Ома.

Закон Ома определяет соотношение между напряжением, током и сопротивлением. Если вы знаете два из трех компонентов закона Ома, вы можете узнать о третьем.

Ток может быть постоянным или переменным. В постоянном токе электроны текут в одном направлении, в то время как в переменном токе электроны меняют направление.

Вы знаете (благодаря осциллографу), как постоянный и переменный ток ведут себя с течением времени. Вы знаете, как формируется сигнал переменного тока.

Трансформаторы

необходимы для создания высокого напряжения, необходимого для экономичной передачи тока на большие расстояния. Трансформаторы работают только с переменным током, поэтому энергокомпания снабжает ваш дом и больницу переменным током.

Теперь, когда у вас есть базовые представления об электричестве, вы можете безопасно прочитать «Электробезопасность», щелкнув меню в верхней части этой страницы.


Электроэнергия — Электрооборудование 101

Один электрон на внешней орбите

Ток течет в обоих направлениях. Бытовая сеть 120 В переменного тока 60 Гц является примером переменного тока. Есть два изменения полярности и два изменения направления тока за цикл. Ток при 120 В переменного тока 60 Гц меняет направление 120 раз в секунду, как показано ниже.

Постоянный и переменный ток

При 0 градусах напряжение равно 0 вольт и начинает повышаться до пикового напряжения 170 вольт при 90 градусах. При 90 градусах напряжение снова падает до 0 вольт при 180 градусах. Затем ток меняет направление и достигает пикового напряжения — 170 вольт при 270 градусах. Для завершения цикла ток возвращается к 0 вольт при 360 градусах, и цикл начинается заново.

Свойства проводника и изолятора

  • Ядро (центр) атома содержит протоны и нейтроны.Электроны вращаются вокруг ядра.
  • Атомы проводящего материала имеют одиночные (или несколько) электроны на внешней орбите, называемые валентными электронами. Они расположены так, чтобы их можно было легко перемещать от одного атома к другому, и они усиливают движение электронов. Медь — хороший проводник и используется для большинства проводов.
  • Изолятор имеет много (7- 8) электронов на внешней орбите, эти электроны очень трудно перемещаться от одного атома к другому и сопротивляются движению электронов.

Электрический ток (движение электронов) возникает, когда между концами проводника существует разность потенциалов (напряжение).

Несколько электронов на внешней орбите

Ток течет в одном направлении. Фонарик с батарейным питанием — очень распространенный пример постоянного тока.

Переменный ток (AC)

Постоянный ток (DC)

Синусоидальная диаграмма 120 В, 60 Гц

Электропроводка 101 — Изучите основы

Домашняя проводка — не то, с чем можно дурачиться.Это буквально вопрос жизни и смерти. Неправильная проводка может привести к травмам и возгоранию из-за поражения электрическим током, которых следует избегать любой ценой. Чтобы убедиться, что домашняя электропроводка выполнена правильно, вам необходимо знать несколько основных правил.

Нет питания = нет проблем

Ключ к безопасной основной домашней электропроводке — это всегда помнить, что электричество наносит большой и смертельный удар. Даже самые квалифицированные электрики рискуют своей жизнью, если не соблюдают элементарные правила техники безопасности.Лучшая профилактическая мера, которую вы можете предпринять, независимо от того, устанавливаете ли вы основную электропроводку или просто осматриваете имеющуюся электропроводку, — это всегда проверять, отключено ли питание с самого начала. Независимо от того, проводите ли вы заново проводку в доме или просто заменяете неисправную розетку, обязательно загляните к панели управления и отключите электричество в той области, над которой вы работаете.

Знайте свой электрический код

В электромонтажных работах нет оправдания несоблюдению правил и норм.Как упоминалось ранее, электричество может быть опасным животным, если с ним не обращаться должным образом. Кодексы и правила вашей местности, касающиеся проводки в жилых домах, были введены по одной причине: чтобы защитить вас, домовладельца. Каждый раз, когда вы работаете с базовой электропроводкой, изучайте стандартные процедуры, чтобы не подвергать опасности свою семью или себя. А если вы беретесь за крупный проект домашней электропроводки, обратитесь к местному инспектору. Не рассматривайте их как препятствие, которое нужно преодолеть, а как ценный ресурс, который вы можете использовать для правильного выполнения работы.

Компоненты основной электропроводки

Помимо соображений безопасности и правил, еще одна вещь, с которой вы хотите ознакомиться, — это устройство домашней электропроводки. Он сводится к трем основным компонентам:

  • Сервисная запись. Это относится к точке в вашем доме, где ваша электрическая сеть переходит из основной сети в ваш дом. Ваша служебная запись имеет решающее значение, и есть несколько вещей, за которыми нужно следить. Прежде всего, убедитесь, что все входные линии находятся на высоте не менее 10 футов над землей, недоступны из окон и не имеют препятствий, таких как ветки деревьев.Кроме того, убедитесь, что ваш служебный вход установлен правильно, чтобы вода не могла проникнуть в точку доступа.
  • Панель панелей. Панель управления — это ваш центр управления, когда дело касается электропроводки. Независимо от того, устанавливаете ли вы посудомоечную машину или проводите проводку к новой пристройке, это место, которое вы посещаете, чтобы убедиться, что электричество отключили, когда вы начинаете свою работу, и где вы устанавливаете новые выключатели, если вы проходите капитальный ремонт.
  • Ответвительные цепи. Это относится к изолированным областям вашего дома, куда ваша панель управления направляет электрические токи.По этой причине вы можете отключить электроэнергию на кухне, а остальную часть дома оставить в рабочем состоянии. Понимание того, где и как работает каждая ответвленная цепь, имеет решающее значение для выполнения любого основного проекта домашней электропроводки.

Вызов электрика


Большинство работ по благоустройству дома можно выполнить самостоятельно, приложив немного терпения и немного смазки для локтей. Электромонтажные работы — одно из исключений. Если у вас нет опыта в домашней проводке, вы не захотите выполнять эту работу самостоятельно.Риски безопасности настолько высоки, что намного превышают оценку электрика.

Добавьте к этому необходимость соблюдать местные правила и нормы, и неплохо было бы нанять электрика, имеющего опыт работы с базовой электропроводкой, чтобы он взялся за эту работу за вас. Это будет означать, что вам придется перескакивать через меньшее количество обручей, прежде чем ваша работа будет одобрена, и вы можете отдыхать спокойно, зная, что вся основная электрическая проводка была выполнена с учетом вашей безопасности.

Готовы начать свой электрический проект?
Найди профессионалов

Электрооборудование в строительстве от строительных знаний.нетто

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ЗНАНИЯ >> ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ >>

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ


1. Как я могу понять основы электричества?
2. Каковы основные электрические формулы?
3. В чем разница между постоянным и переменным током?
4. Чем однофазный переменный ток отличается от трехфазного переменного тока?
5. В чем разница между кВт и кВА?
6.Что такое коэффициент мощности?
7. Что я должен знать о генераторах?
8. Что я должен знать о трансформаторах?
9. Что я должен знать о счетчиках, распределительных устройствах и панелях?
10. Что делают предохранители или автоматические выключатели?
11. Каковы основы электроники?
12. Чем аналоговый отличается от цифрового?
13. Как работает волоконная оптика?
14. Какие документы, являющиеся общественным достоянием, доступны для дальнейшего изучения?
15.Уловки торговли и практические правила для электротехники Основы:

Как я могу понять основы электричества?


Представьте, что вы стоите с садовым шлангом, готовый пропитать ничего не подозревающий прохожий. Шланг находится под давлением, и вода будет поток через шланг на прохожего, когда вы открываете сопло. Однако перед опрыскиванием вы останавливаетесь и думаете о сходствах. между потоком воды в шланге и электрическим током в проводе.

Вы знаете, что насос, где-то работающий, создает давление воды в шланге, который измеряется в фунтах на квадратный дюйм (psi). Который давление воды переводит воду в состояние «готово к течению». По аналогии, электрический генератор создает электродвижущую силу (ЭДС), которая измеряется в вольтах. Электричество в проводе находится в состоянии «Готово к течению». состоянии и имеет определенное напряжение или ЭДС.

Теперь, если вы откроете сопло этого водяного шланга, ничего не подозревающий прохожий будет залит струей воды.Этот поток воды получает описывается в галлонах в минуту (галлонах в минуту). Электрический расход составляет определяется как ток (I) и измеряется в амперах. Для мотора чтобы включить или загореться лампочка, должен течь ток.

Третья параллель между водяным шлангом и электрическим проводом касается сопротивления. Если у вас есть несколько сотен футов шланга, намотанного на ваши ноги, через которые должна проходить вода, не будет много воды из шланга, чтобы обрызгать ничего не подозревающего прохожего.Потеря напора в шланг из-за трения значительно уменьшит поток воды и воду давление. Точно так же сопротивление в электрической цепи, либо от длинный провод неправильного размера или электрическое устройство может снизить как ЭДС и текущий поток.

Напомним, что ЭДС (электродвижущая сила, измеряемая в вольтах) подобна давление воды (psi), в то время как текущий поток (амперы) подобен воде расход (галлонов в минуту).


Каковы основные электрические формулы?


Чтобы понять электричество, приведенные ниже основные формулы: существенный.


Если вы предпочтете взглянуть на некоторые электрические формулы, разработанные в США. военный. Вот еще один набор:

В чем разница между постоянным и переменным током?


DC означает постоянный ток. Цепь, питаемая от батареи, представляет собой цепь постоянного тока. Наиболее электронные устройства работают на постоянном токе. Продолжая аналогию с водой в шланге, цепь постоянного тока имеет все поток воды в одном направлении.Причина, по которой вся электроэнергия — это не постоянный ток, потому что он не может быть легко передан на большие расстояния или преобразован в другие напряжения. Итак, в первые дни электроэнергетики использовался постоянный ток, но требовалась проводка большого диаметра (дорогая) и местные генераторы (непрактично).

Следовательно, более эффективный вид электроэнергии развит … Переменный ток. Думая о переменном токе, аналогия с водяной шланг больше не работает.В переменном токе ток меняется на противоположный. направление в цепи, текущее сначала в одном направлении, затем в Другой. Это изменение направления потока происходит 60 раз за одну секунду для типичная электрическая мощность переменного тока в Америке. Таким образом, мощность переменного тока называется 60 цикл (или 60 Гц). Нормальная мощность переменного тока в большинстве остальных мир 50 цикл. Количество циклов выбрано как наиболее произвольное. стандарт. Карта, показанная по этой ссылке в Википедии http: //en.wikipedia.org / wiki / Utility_frequency иллюстрирует стандартные напряжения и частоты, выбранные большинством стран мира.

Кроме того, фары и двигатели, как правило, рассчитаны на работу либо при 50 циклах, либо на 60 циклов. Неправильная частота в свете вызывает мерцание и с моторами могут возникнуть более серьезные проблемы. Поймите, что электрические приборы обычно рассчитаны на 60 или 50 циклов питания и будут проблемы с эффективностью или даже безопасностью, если правильный частота не используется.

Мощность переменного тока

стала стандартом во всем мире, главным образом потому, что трансформаторы позволяют переменному току изменять напряжение. Таким образом, коммунальные предприятия могут производят электричество и отправляют его по высоковольтным линиям (скажем, 11000 вольт), затем просто преобразуйте мощность в 120 вольт для нормального использования. Эта способность передавать мощность высокого напряжения по линиям передачи позволяет больше мощности, передаваемой по кабелю меньшего диаметра, и с меньшими затратами. потери при передаче, чем позволяет мощность постоянного тока.

Чем однофазный переменный ток отличается от трехфазного переменного тока?


Начнем с простой практической информации: для однофазного питания переменного тока требуется 3 провода: горячий, нейтральный и заземляющий. Три фазы требуется 5 проводов: 3 точки, нейтраль и земля. В трех фазах каждый горячих проводов может замкнуть цепь с нейтралью. Три фазы мощность может нести большую электрическую мощность, чем однофазная. Запуск Двигатель мощностью 10 л.с. (для запуска двигателя может потребоваться в 6 раз больше мощности, чем двигатель) может вызвать мигание однофазной линии или низкий Напряжение.Трехфазная линия может позволить запустить двигатель мощностью 10 л.с. без проблем. Как правило, трехфазные двигатели более компактны и эффективнее, чем однофазные двигатели аналогичного размера, поэтому использование трех фазные двигатели получили широкое распространение. Большие двигатели используются во многих применение: лифты, вентиляторы, нагнетатели, компрессоры, насосы, конвейеры приводы и т. д., поэтому для многих проектов требуется трехфазное электрическое питание.

Чтобы понять трехфазную мощность, подумайте о 60 циклах электричество переменного тока, рассмотренное выше.Каждую 1/60 часть второй имеет направленное изменение тока. Ток течет в одном направлении, а затем обратно в другом направлении. Трехфазная электрическая волна на рисунке ниже показана черная линия (фаза №1), протекающая в одном направление в 0, затем течет в другом направлении на 180 и, наконец, обратный поток в исходном направлении на 360. Красная линия (фаза №2) и синяя линия (фаза 3) начинаются смещения направления в разные времена.Это разделение фаз необходимо учитывать, чтобы получить правильное чередование фаз при подключении асинхронных двигателей. Другими словами, один соединение заставляет двигатель вращаться вперед, другое соединение заставляет его работать назад.

Итак, трехфазная электрическая система имеет 3 провода, несущие осциллограммы напряжения (показанные выше) со смещением во времени на 120 градусов или 1/3 цикла.

При проектировании трехфазных электрических систем стремятся сбалансировать нагрузка между фазами.В 5-проводной системе 120/208 В два из горячие точки создают цепь 208 вольт, в то время как горячая и нейтраль создают цепь 120 цепь вольт. Один пытается сбалансировать нагрузку (ток), напряжение и сопротивление на каждой из фаз. Конечно идеальной балансировки никогда бывает. Но слишком большой дисбаланс вызывает более высокие эксплуатационные температура, меньший срок службы двигателя и меньшая эффективность.

В чем разница между кВт и кВА?


Электроэнергетические компании предоставляют потребителям вольт-амперы, но выставляют счета их за ватты.Понимание этой концепции поможет вам лучше понимать многие решения, принимаемые владельцами проектов и электрическими инженеры. Поскольку в приведенном выше законе мощности указано, что Вт = Вольт x Ампер, вы можете подумать, что количество вольт-ампер должно быть таким же, как и количество ватт. В конце концов, это то, что утверждает уравнение степенного закона. И это правда, когда нагрузка резистивная, например, электрический нагрев элемент, который использует всю мощность, которая передается ему путем изменения электрическая энергия в тепловую.Мотор или люминесцентный свет, включен с другой стороны, реактивные нагрузки в той части электрической мощности который идет к ним, поглощается, а затем возвращается в цепь без быть использованным. Реактивная часть нагрузки не рассеивает мощность.

Давайте посмотрим на это по-другому. Пытаясь понять генераторы которые указаны для проекта, вы часто будете видеть их в списке с КВА номера. Так что это значит? Если вы знаете, что у вас будет 100 ампер нагрузки при 208 вольт, вам понадобится трансформатор не менее 20.8 кВА. Если вы установили этот трансформатор и измерил вольты, вы увидите 208 вольт, а амперметр покажет 100 ампер. Но поскольку часть этого тока возвращается в цепь без использования реальная мощность (или киловатт) будет меньше 20,8 кВт. На рисунке ниже показано:

Итак, в нашем примере с генератором, приведенном выше, если коэффициент мощности равен 0,8, то Фактическая потребляемая мощность составит 20,8 кВА x коэффициент мощности 0,8 или 16.6 кВт.

Поскольку мы обсуждаем генераторы, полезно знать, что отрасль Стандартный коэффициент мощности, принятый для номинальных генераторов, составляет 0,8. Но реальность того, что генератор действительно будет приводить в движение под нагрузкой, зависит от фактический коэффициент мощности. Чтобы продолжить приведенный выше пример, если вы используете генератор мощностью 16,6 кВт, но работает много небольших асинхронных двигателей. а истинный коэффициент мощности равен 0,6, тогда требуемая полная мощность будет быть 16.6 кВт / 0,6 = 27,7 кВА. Правильный вывод, однако, заключается в следующем: обсуждайте и покупайте генераторы с учетом требований кВА, а не КВТ.


Что такое коэффициент мощности?

На рисунке выше показано, что коэффициент мощности — это число. от 0 до 1,0, что представляет собой соотношение между истинной мощностью (кВт) и полная мощность (кВА). Некоторые типичные коэффициенты мощности показаны ниже:

Различные типы грузов Коэффициент мощности
Электрический резистивный нагрев 1.0
Лампы накаливания 1,0
Лампы накаливания со ступенькой вниз трансформатор от 0,95 до 0,98
Люминесцентное освещение от 0,5 до 0,95
Однофазный асинхронный двигатель до 1 л.с. от 0,55 до 0,75
Однофазный асинхронный двигатель от 1 до 10 л.с. 0.75 до 0,85
Трехфазный асинхронный двигатель от 1 до 10 л.с. от 0,75 до 0,91
Трансформаторы электросварочные от 0,50 до 0,70
Двигатели синхронные от 0,80 до 1,0

Как видите, коэффициенты мощности могут сильно различаться в зависимости от нагрузки. Так почему это важно? Энергетические компании не любят поставлять требования к кажущейся мощности, но платят только за истинную мощность это используется.Таким образом, промышленная установка с низким коэффициентом мощности должна иметь к нему поступает гораздо больше энергии, чем он платит, создавая неэффективность для энергокомпаний. Как вы понимаете, мощность компании склонны ценить эффективность, поэтому обычно выставляют счет промышленный клиент с низким коэффициентом мощности штраф для поощрения их улучшить. Недогруженный асинхронные двигатели часто имеют более низкий коэффициент мощности, поэтому промышленный завод может заменить эти двигатели на двигатели меньшей мощности или на синхронные двигатели.


Что мне нужно знать о генераторах?

Я знаю одну вещь, которую я хотел бы знать о дизельных генераторах, — это то, что они необходимо ежедневно проверять уровень масла, если они работают круглосуточно и без выходных. я имел арендовали дизельный генератор мощностью 25 кВА для завода, который мы строили в в глуши. Тот старый генератор просто работал и работал … пока этого не произошло. Когда сервисные ребята вышли и спросили меня, когда я в последний раз проверял масла, я посмотрела на них тупым пустым взглядом.Затем я ответил жалко: «Но ты никогда не говорил мне, что мне нужно проверить масло». Платить Помогите отремонтировать двигатель на генераторе, мне помог запомнить урок.

Если вам необходимо временно установить электричество на стройплощадке, дизель, бензин или генераторы пропана часто решают проблему. Пытаясь определить размер генератора, который вам нужен, также может быть проблемой. Следующая Honda интернет сайт http://www.hondapowerequipment.com/genwat.asp показывает мощность требования для множества устройств.Большая разница в текущем потреблении для Следует отметить запуск двигателей по сравнению с просто работающими. Я тоже был удивлен сколько энергии потребляют компьютеры.

Сайт для сравнения цен и функций для промышленных генераторов http://www.gopower.com/ показывает доступные варианты. Первый решение касается топлива, используемого для питания генератора; нормальный варианты — дизельное топливо, природный газ или пропан. Решаем, какие предметы будут питание в случае отключения электроэнергии определяет размер генератора, обычно в кВА.Расположение предлагаемого генератора приводит к требуемый тип жилья.

В качестве интересного момента я наткнулся на инструкции по сборке простейший генератор в мире. Вы можете убить время, играя с этим или помочь ребенку с научным проектом или что-то в этом роде вещь. Это простое устройство ясно показывает определение электрического генератор как устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую энергия. С другой стороны, двигатель преобразует электрическую энергию в механическая энергия.

Том IV Справочника по электротехнике Министерства энергетики США иллюстрирует компоненты генератора на рисунке ниже.


Что мне нужно знать о трансформаторах?

Трансформатор передает электрическую энергию от одной цепи к другой магнитной муфтой. Другими словами, количество витков на первичной сторона трансформатора создает магнитное поле при прохождении тока через это.Таким образом, вторичная сторона цепи с разное количество обмоток катушки, будут иметь разное напряжение. В современное использование электричества требует очень высокого напряжения, низкого тока потоки перемещаются на большие расстояния между источниками генерации электроэнергии и смысл использования. Практически при любом современном использовании электричества несколько напряжение увеличивается и будет происходить его уменьшение. Поскольку трансформаторы чрезвычайно эффективен, между их входной мощностью и малыми потерями выходная мощность.

На рисунке ниже показан простой трансформатор из Том IV Справочника по электротехнике Министерства энергетики США.

Что я должен знать об измерениях, распределительном устройстве и панелях?

Электроэнергетическая часть большинства зданий будет включать счетчики, КРУЭ и распределительные щиты. Инспектор строительства должен иметь общее представление о том, что делают эти элементы. Измерение позволяет энергетической компании отслеживать, сколько электроэнергии получает использовал.Наибольшее количество электроэнергии, потребляемой за один раз (Спрос) и коэффициент мощности также важны для зданий, у которых больше индуктивные нагрузки, такие как двигатели.

Тогда в распределительном устройстве потребуется главный выключатель, позволяющий отключить всю электрическую систему. От этого главного выключателя ток течет через панели и субпанели выключателей. Обычно одна линейная диаграмма показывает общую концепцию электрической мощности система и включает в себя приборы учета, распределительное устройство и панели.

Что делают предохранители или автоматические выключатели?

Плавкий предохранитель или автоматический выключатель защищает проводку в электрическом цепи от пропускания слишком большого тока. Короткое замыкание, для Например, это могло быть вызвано ошибочным пересечением двух проводов (гвоздь через стену и касание двух проводов), что может вызвать огромный поток тока и начало пожара. Без предохранителей и цепи выключатели, электрические цепи просто воспламенились бы слишком много раз, чтобы электричество считалось безопасной и практичной энергией использовать.Поскольку оборудование выйдет из строя и возникнут проблемы с проводкой, предохранители или автоматические выключатели должны быть включены в цепи для безопасность.

Предохранители

работают по простой концепции, когда ток течет по проводам. он генерирует тепло, чем больше ток, тем больше тепла. Тонкая проволока в предохранителе пропускает только определенное количество тока пока он не нагреется и не распадется. Тонкий провод в предохранителе исчез. и ток не может течь по цепи.Когда ток протекал через предохранитель и остальная часть цепи, это была замкнутая цепь, но когда предохранитель перегорает, цепь замыкается. Нет тока в открытом схема. Так что предохранители работают хорошо, но срабатывают только один раз. После провода если предохранитель перегорел, этот предохранитель необходимо вынуть и выбросить, а новый должен быть установлен предохранитель.

Автоматический выключатель выполняет ту же функцию, что и предохранитель, но использует простой переключатель для обнаружения ситуаций перегрузки по току.Следовательно автоматический выключатель может отключиться и повторно включаться многократно. Перейдите по ссылке, чтобы получить немного более подробное объяснение о как работают автоматические выключатели.


Каковы основы электроники?

Как я должен знать? Я планирую и строю здания, чтобы заработать себе на жизнь. Я нашел несколько интересных учебных курсов ВМС США, которые огромное количество полезной информации. Введение в курс следует:

СЕРИЯ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ ВМФ

Учебная серия по электричеству и электронике ВМФ (NEETS) была разработан для использования персоналом в
многие электрические и связанные с электроникой рейтинги ВМФ.Автор, и по совету, старший
техников в этих рейтингах, эта серия предлагает новичкам фундаментальные электрические и электронные
концепции посредством самообучения. Презентация этой серии не ориентированный на любую конкретную рейтинговую структуру,
но разделен на модули, содержащие связанную информацию, организованную в традиционные пути обучения.
Серия предназначена для предоставления небольшого количества информации, которую можно легко усваивается перед продвижением
далее в более сложный материал.Для студента, только становящегося ознакомился с электричеством или
электронике настоятельно рекомендуется изучать модули в их предложенная последовательность. Хотя
есть список NEETS по названию модуля, следующее краткое описания дают краткий обзор того, как
отдельные модули соединяются вместе.

Модуль 1, Введение в материю, энергию и постоянный ток вводит курс с краткой историей
электричества и электроники и переходит в характеристики материя, энергия и постоянный ток
(Округ Колумбия).Здесь также описаны некоторые общие меры безопасности и первая помощь должна быть
общие знания для человека, работающего в области электричества. Соответствующие советы по безопасности расположены по адресу:
. и во всей остальной части серии.

Модуль 2, Введение в переменный ток и трансформаторы является Введение в переменный ток
(переменного тока) и трансформаторов, включая основную теорию переменного тока и основы электромагнетизм, индуктивность,
емкость, импеданс и трансформаторы.

Модуль 3, Введение в защиту цепей, управление и измерения. в том числе автоматические выключатели,
предохранители и ограничители тока, используемые в защите цепей, а также теория и использование счетчиков в качестве электрических
измерительные приборы.

Модуль 4, Введение в электрические проводники, методы электромонтажа и Схематическое чтение, представляет
использование проводов, изоляция, используемая в качестве покрытия проводов, сращивание, заделка разводки, пайки и чтения
электрические схемы.

Модуль 5, Введение в генераторы и двигатели, представляет собой введение. к генераторам и двигателям, и
охватывает использование генераторов и двигателей переменного и постоянного тока при преобразовании электрические и механические
энергии.

Модуль 6, Введение в электронные эмиссионные трубки и источники питания. связывает первые пять модулей
вместе во введении к электронным лампам и ламповой энергии запасы.

Модуль 7, Введение в твердотельные устройства и источники питания аналогичен модулю 6, но находится в
ссылка на твердотельные устройства.

Модуль 8 «Введение в усилители» посвящен усилителям.

Модуль 9, Введение в схемы генерации и формирования волн. обсуждает генерацию волн и
волновые схемы.

Модуль 10, Введение в распространение волн, линии передачи и Антенны представлены на
характеристики распространения волн, линий передачи и антенн.

Модуль 11, Принципы микроволн, объясняет микроволновые генераторы, усилители и волноводы.

Модуль 12, Принципы модуляции, обсуждает принципы модуляция.

Модуль 13, Введение в системы счисления и логические схемы представляет основные концепции
системы счисления, булева алгебра и логические схемы, все из которых относятся к цифровым компьютерам.

Модуль 14, Введение в микроэлектронику, посвящен микроэлектронике. техника и миниатюра и
ремонт микроминиатюрных схем.

Модуль 15, Принципы работы синхронизаторов, сервоприводов и гироскопов, предоставляет основные принципы, операции,
функции и применения синхронизирующих, серво и гироскопических механизмов.

Модуль 16, Введение в испытательное оборудование, представляет собой введение в некоторые наиболее часто используемого теста
оборудование и его применение.

Модуль 17, Принципы радиочастотной связи, представляет основы радиочастоты
система связи.

Модуль 18, Принципы работы радара, охватывает основы радара. система.

Модуль 19, Справочник техника, представляет собой удобный справочник часто используемая общая информация,
такие как электрические и электронные формулы, цветовое кодирование и военно-морские данные системы снабжения.

Модуль 20 «Главный глоссарий» представляет собой глоссарий терминов этой серии.

Модуль 21, Методы и практика тестирования, описывает основные методы тестирования. и практики.

Модуль 22, Введение в цифровые компьютеры, представляет собой введение в цифровые компьютеры.

Модуль 23, Магнитная запись, представляет собой введение в использование и обслуживание магнитных регистраторов и
концепции записи на магнитную ленту и диски.

Модуль 24, Введение в оптоволокно, представляет собой введение в оптоволокно. оптика.

Встроенные вопросы вставлены в каждый модуль, за исключением модули 19 и 20, которые составляют
Справочная литература.Если у вас возникнут трудности с ответом на любой из вопросы, повторно изучить применимые
раздел.

Хотя была сделана попытка использовать простой язык, различные технических слов и словосочетаний
обязательно был включен. Конкретные термины определены в Модуле 20, Главный глоссарий.

Чем аналоговый отличается от цифрового?

Чтобы понять аналоговые сигналы, подумайте о микрофоне.Звук давление вашего голоса заставляет элемент в микрофоне вибрировать. Со временем этот элемент перемещается с другой частотой (циклов на второй) и амплитуды (расстояние, на которое он движется, или длина волны). Так что аналог signal — это непрерывный во времени сигнал, имеющий длину волны и частоту. Стилус проигрывателя улавливает вариации канавки, аналогичны реальным звукам. Вот откуда приходит термин «аналог». из. Человеческий слух также работает аналогично, определяя внутренний слух. в реальном времени колебания, которые несут частоту и длину волны звук.

Цифровые сигналы, с другой стороны, представляют собой просто последовательность нулей и единиц. Шаблон этих нулей и единиц (называемый двоичной системой) преобразует аналоговый сигнал (который представляет собой физические свойства звуков) на биты информации, которая может быть сохранена, передана и преобразована обратно в аналоговый сигнал. Точность конвертации (качество звук) зависит от частоты дискретизации (как часто звук преобразуется) и глубина выборки (сколько информации включено в каждый конверсия).Представьте фото низкого качества с дешевого мобильного телефона. камеры, частота дискретизации и глубина невысокие, поэтому качество фото бедный. И наоборот, 5-мегапиксельная цифровая камера обеспечивает чрезвычайно четкое фото.

Еще одно ключевое различие между цифровыми сигналами и аналоговыми сигналами заключается в что цифровые сигналы не работают в реальном времени как аналоговые. Ваше ухо слышит это звуковое давление и преобразует его в аналоговый сигнал. в реальном времени по мере появления звука.Цифровой звук сохраняется в битах информацию и ее необходимо преобразовать обратно в аналоговое реальное время (независимо от того, в изображении или звуке), чтобы иметь смысл для наших аналоговых « я ».

Стандартные часы иллюстрируют принцип по-другому. Как секундная стрелка движется по циферблату, а минутная и часовая стрелки медленно перемещаются, часы действуют как аналоговое устройство. Он работает непрерывно во времени. Таким образом, вы можете посмотреть на аналоговые часы и узнать, что время — 1 минута 37. секунды после 2:00.

Цифровые часы обычно показывают только часы и минуты, меняется с одной минуты на другую. Так делает цифровой часы менее способны показывать точное время, чем аналоговые часы? Нет обязательно. Подумайте о частоте дискретизации и глубине дискретизации. Цифровые часы может быть запрограммирован так, чтобы показывать время с точностью до тысячных или миллионных долей второй. Следует помнить, что ни аналоговые, ни цифровые сигналы по своей сути лучше, просто разные.

Полезны следующие скорости передачи данных:

Медная телефонная линия и модем коммутируемого доступа 30 килобит в секунду
DSO 64 килобит в секунду
ISDN 144 килобит в секунду
DSL 1,5 мегабит в секунду
Линия T1 (= 24 линии DSO) 1.5 мегабит в секунду
Волоконно-оптический кабель, коммерческое применение от 2 до 5 мегабит в секунду
Волоконно-оптический кабель, верхний конец до 30 мегабит в секунду
линия T3 (= 28 линий T1) 43 мегабит в секунду

Как работает волоконная оптика?

С пониманием цифровых сигналов из раздела выше, Волоконная оптика становится довольно легко визуализировать.Подумайте об очень долгом гибкий кусок 2-дюймовой гибкой трубы длиной, скажем, милю. Представьте себе внутреннюю часть трубы было полностью зеркально отражено, отражая любой свет, попадающий в стенка трубы. Если вы встанете на один конец этой трубы и светите фонариком в трубу, вы можете включить и выключить свет и дать азбуку Морзе сигналы. Ваш приятель на другом конце трубы мог легко видеть и понимать световые сигналы, проходящие через трубу. Вот как волокно оптический кабель работает.

Кусок оптоволоконного кабеля изготовлен из невероятно чистого стекла, поэтому свет может передаваться на мили без ухудшения качества. Толщина Волоконно-оптическая нить похожа на человеческий волос. Волоконно-оптическое стекло прядь покрывается пластиком, который пропускает весь свет, попадающий в один конец, чтобы выйти из другого конца.

Таким образом, волоконная оптика стала отличным способом передачи цифровых сигналов. В двухпозиционный характер цифровой информации позволяет отправлять сигнал на скорость света.Световой лазер может включать и выключать несколько миллиардов раз в секунду (попробуйте это с фонариком!) и используйте светлые цвета а также передавать миллиарды битов в секунду через индивидуальное волоконно-оптическая прядь. На другом конце пряди световой сигнал преобразуется обратно в цифровой электрический сигнал и, наконец, обратно в аналоговый сигнал.

Волоконно-оптическая линия в настоящее время может передавать сигнал на расстояние около 60 миль до его нужно прочитать и повторно передать в полную силу следующему передающая станция.

Какие документы общественного достояния доступны для Дальнейшее изучение?


ВМС США Электрик-строитель Basic (NAVEDTRA 14026) и Электрик-строитель среднего уровня (NAVEDTRA 14027) оба обеспечивают отличная тренировка для понимания электричества на строительная площадка.

Полное руководство по электротехнике предоставлено в руководстве из 4 частей и дает отличные знания о теория электромонтажных работ. Том I представляет основную теорию электричества и магнетизма, некоторые основные DC схемы. Он называется DOE-HDBK-1011 / 1-92 (ИЮНЬ 1992 г.) и занимает 166 страниц. Том II покрывает большую сложность постоянного тока с конденсаторами, батареями и индукцией моторы. Это 118 страниц под названием DOE-HDBK-1011 / 2-92 (ИЮНЬ 1992). А Твердые знания в области питания постоянного тока делают питание переменного тока более понятным. Том III обращается к питанию переменного тока, сначала в теории, а затем в более практической манере.Это называется DOE-HDBK-1011 / 3-92 (ИЮНЬ 1992) — 126 страниц. Ну наконец то, Том IV под названием DOE-HDBK-1011 / 4-92 (ИЮНЬ 1992) содержит 142 страницы. и охватывает двигатели переменного тока, трансформаторы и испытательное оборудование.

Министерство обороны США предоставляет Руководство по электроснабжению и распределению, которое охватывает власть распространение обычно обеспечивается коммунальными предприятиями. Эта 125 страница Справочник официально называется UFC 3-550-03FA (март 2005 г.).

Еще один ресурс, более полезный в дизайне, чем в строительство, это Министерство обороны США Руководство по внутренним электрическим системам. В нем 279 страниц информации. и официально называется UFC 3-520-01 (10 июня 2002 г.).

Министерство обороны США предоставляет Дизайн: Руководство по управлению внутренним и внешним освещением, которое является отличным введение в освещение. Эта 125 страница Справочник официально называется UFC 3-530-01 (август 2006 г.).Этот отличный ресурс показывает освещение в самых разных типах проектов и обеспечивает понимание дизайна и функциональности.

Серия учебных курсов по электричеству и электронике ВМС США, перечислено выше в разделе «Что такое основы электроники»? отлично справляется со всеми основными аспектами электричества и электроника.

Уловки торговли и практические правила для Основы электротехники:

  1. ЭДС (электродвижущая сила, измеряемая в вольтах) похожа на давление воды (psi), в то время как текущий поток (амперы) подобен воде расход (галлонов в минуту).
  2. Согласно степенному закону, Ватты = Амперы x Вольт, но всегда учитывать коэффициент мощности.
  3. Коэффициент мощности — это реальная мощность (в киловаттах), деленная на полная мощность (в киловольтах x амперах) и всегда находится в диапазоне от 0 до 1.
  4. Аналоговые сигналы непрерывны во времени и имеют частоту и длина волны, цифровые сигналы — это сохраняемые биты.
  5. Что такое волоконная оптика? Представьте себе длинную гибкую трубу с фонариком, светящим в один конец, обозначающим азбуку Морзе.

Базовое электричество

Базовое электричество

Базовое электричество:

Электричество — это поток электронов из одного места в другое. Электроны могут проходить через любой материал, но в одних это происходит легче, чем в других. Насколько легко он течет, называется сопротивлением. Сопротивление материала измеряется в Ом.

Материю можно разбить на:
  • Проводники: легко течет электронов.Низкое сопротивление.
  • Полупроводники: электронов можно заставить течь при определенных обстоятельствах. Переменное сопротивление в зависимости от состава и условий цепи.
  • Изолятор: электронов текут с большим трудом. Высокая стойкость.

Поскольку электроны очень маленькие, на практике их обычно измеряют в очень больших количествах. Кулон — это 6,24 x 10 18 электронов. Однако больше всего электриков интересуют движущиеся электроны.Поток электронов называется током и измеряется в AMPS. Один ампер равен потоку в один кулон в секунду через провод.

Чтобы электроны протекали через сопротивление, требуется сила притяжения, которая их притягивает. Эта сила, называемая электродвижущей силой или ЭДС, измеряется в вольт . Вольт — это сила, необходимая для проталкивания 1 А через 1 Ом сопротивления.

Когда электроны проходят через сопротивление, он выполняет определенную работу. Он может быть в форме тепла, магнитного поля или движения, но он что-то делает.Эта работа называется мощностью и измеряется в ваттах. Один ватт равен работе, выполняемой 1 ампером, проталкиваемым через сопротивление 1 вольт.

ПРИМЕЧАНИЕ:

AMPS — количество электроэнергии.
ВОЛЬТ — это толчок, а не сумма.
OHMS замедляет поток.
WATTS — это сколько можно сделать.


Эти отношения описываются двумя стандартными формулами.

Закон Ома: Где

R = Сопротивление (Ом)
E = Электродвижущая сила (вольт)
I = сила тока (амперы)

R = E / I

Чтобы выразить выполненную работу: Формула мощности (закон PIE):

Где:

P = Мощность (Вт)
I = сила тока (амперы)
E = Электродвижущая сила (вольт)

P = IE

Этот закон часто переформулируется в единицах измерения, таких как Закон Западной Вирджинии:

Вт = ВА
для
Вт = Вольт x Ампер

Все это важно, потому что все электрическое оборудование имеет ограничение на то, сколько электроэнергии оно может безопасно обрабатывать, и вы должны отслеживать нагрузку и мощности, чтобы предотвратить сбой, повреждение или пожар.

Например, лампа рассчитана на 1000 Вт. @ 120 В. Это означает, что при 120 вольт он будет использовать:

1000 Вт. / 120 об. = 8,33 а.

Распространенным ярлыком является использование 100 v. Вместо 120. Это упрощает вычисления и создает некоторое свободное пространство. Итак:

1000 Вт / 100 Вт = прибл. 10 а.

Простая схема:

Самая простая схема имеет источник питания, такой как батарея или розетка, провод, идущий от «горячей» стороны к «нагрузке», затем провод от нагрузки обратно к источнику питания.Также обычно есть переключатель для «размыкания» или «замыкания» цепи. Нагрузка будет работать только тогда, когда цепь замкнута или замкнута.

В более сложных схемах, где подключено более одной нагрузки, они могут быть включены последовательно или параллельно. В последовательной цепи ток должен проходить через одно, чтобы перейти к следующему. Напряжение делится между ними. Если один погаснет, погаснут все.

В параллельной цепи каждая нагрузка электрически подключена к источнику в одной и той же точке, каждая получает полное напряжение одновременно.Если один погас, остальные горят.

Большинство схем представляют собой комбинации двух типов. Автоматические выключатели и предохранители включены последовательно с нагрузкой, но несколько нагрузок в цепи работают параллельно.

Автоматические выключатели и предохранители могут быть размещены в цепи питания перед вилкой, как в цепях освещения, или между вилкой и нагрузкой внутри, как в большинстве звукового оборудования, или и тем, и другим.

Кабели, соединители и цепи имеют номинальный ток в соответствии с размером.

Кабель

Существует много типов кабелей, но электрические нормы допускают использование только определенных типов. Сценическое использование очень требовательно к оборудованию. По кабелю можно ходить, его можно наезжать на пейзаж или транспортные средства, тянуть и тащить, а также зажимать. Поэтому упор делается на гибкость и долговечность.

Для одиночной цепи разрешены ТОЛЬКО кабели типа S или SO. Тип S — это сверхпрочный кабель с резиновым покрытием. Тип SO — это сверхпрочный кабель с покрытием из неопрена (синтетический каучук, маслостойкий).Это должен быть трехжильный кабель с черными, белыми и зелеными проводниками. Тип SJ с более легким резиновым покрытием специально НЕ допускается. Когда-то использовался одножильный фидерный кабель, сварочный кабель был обычным явлением, но не разрешен. Это должен быть кабель типа SC, SCE, PPE или аналогичный кабель для развлечений и сцены, который имеет сверхпрочную оболочку и очень гибкий провод внутри.

Калибр провода Пропускная способность
# 18 7 a.
# 16 10 а.
№ 14 15 а.
№ 12 20 а.
№ 10 25 а.
№ 6 55 а.
№ 2 80 а.
№ 1 100 а.
№ 00 (2/0) 300 а.
# 0000 (4/0) 405 а.

Это приблизительные значения для кабелей, обычно используемых в кинотеатрах. Другие виды и методы могут оцениваться по-другому.

Разъемы

Разъемы

позволяют быстро и безопасно устанавливать и разрывать временные соединения. Штекерные разъемы имеют открытые контакты. Гнездовые соединители имеют внутренние контакты внутри изолирующей оболочки с отверстиями для их соединения. Подумайте о биологии.

Штырь всегда находится на стороне нагрузки соединения, мама — на стороне линии; «женщина имеет силу!»

Parallel Blade (Edison): стандартная бытовая розетка, она встречается на многих устройствах, но недостаточно прочна для сценического освещения.Стандартная конфигурация с двумя параллельными ножками и U-заземлением рассчитана на 15 А. Только. Обычно «горячий» вывод имеет медный цвет, «нейтральный» — серебристый, а «земля» — зеленый.

Штырь ступени (также обозначение NEMA, 5T-20): имеет круглые штыри 1/4 дюйма и очень прочен. Наиболее распространенный специальный разъем для сцены. Номинальный ток 20 А. Центральный штифт — «земля», внешний штифт Ближайший к земле — «нейтральный», а другой — «горячий».

3-контактный поворотный замок (a.к.а. NEMA L5-20): имеет три изогнутых лезвия, которые фиксируются в гнезде путем поворота на 1/8 оборота после вставки. Номинальный ток 20 А. Одно лезвие имеет выступ, загнутый к центру; это земля. Немного большее лезвие с серебряным винтом — «нейтральное», а маленькое лезвие с медным винтом — «горячее».

Кулачковые замки: однопроводной соединитель для большого провода, 2/0 или 4/0. После вставки фиксируется поворотом на 1/2 оборота. Поставляется в цвете, чтобы указать, какая нога какая.Номинальный ток более 400 А. В наиболее распространенном размере на сцене. Также доступен миниатюрный размер для кабеля №1, рассчитанный на 100 А.

Кабельные аксессуары:

Two-fers: Y-образный шнур с одним штекером и двумя розетками, для подключения двух устройств к одной розетке.

Тройка: то же самое, 3 суки.

Адаптеры: вилка на одном конце и розетка другого типа на другом. Используется для подключения устройства к розетке другого типа.

В целом электричество может быть произведено в двух формах: постоянный ток и переменный ток. Постоянный ток — это тип электричества, обеспечиваемый батареей. Один терминал заряжен положительно, другой — отрицательно, и электричество перетекает от одного к другому, всегда в одном и том же направлении. Однако, хотя его легко создать и контролировать, DC плохо переносит большие расстояния; он истощается сопротивлением в линиях передачи и исчезает, прежде чем доберется до того места, где это необходимо.

Переменный ток также имеет положительную и отрицательную клеммы, но полярность и направление потока меняются много раз в секунду.В Соединенных Штатах электричество меняет полярность 120 раз в секунду, или 60 полных циклов в секунду, то есть 60 Гц. Переменный ток хорошо переносится на большие расстояния, поэтому его следует использовать для линий распределения электроэнергии.

Нет разницы между током или напряжением между переменным и постоянным током. Некоторые устройства могут работать ТОЛЬКО с одним или другим типом системы, но в остальном вольт — это вольт.

Роуд-шоу и концертные туры обычно приносят с собой собственные осветительные и звуковые установки, что означает, что их диммерные стойки и звуковые распределительные коробки должны быть подключены к источнику питания, способному подавать большой ток.

Энергия обычно вырабатывается на расстоянии от места использования. Он подается в виде трехфазного источника питания при очень высоком напряжении, что позволяет пропускать много киловатт через довольно небольшие проводники, поскольку сила тока фактически мала. Есть 3 горячих точки, каждая на 120 градусов не в фазе со следующей, когда их синусоидальные волны нанесены друг на друга, отсюда и термин «3 фазы». Нет нейтралов. Эта конфигурация называется «Дельта» и относится к тому же типу (при гораздо более низком напряжении), который используется для работы трехфазных двигателей.

Уровень мощности снижается через серию подстанций. На каждой ступени трансформаторы снижают напряжение и увеличивают силу тока, пока она не достигнет линейных трансформаторов за пределами здания. В этот момент служба Delta преобразуется в службу Wye и вводится в здание у «служебного входа».

Соединение звезды имеет те же три горячих плеча, а также электрическую нейтраль, созданную на трансформаторе. К этому времени в соединении звездой или треугольником линейное напряжение было понижено до уровня, при котором каждая горячая клемма на 120 вольт выше потенциала земли, называемого «землей», а в случае соединения звездой каждая горячая клемма также составляет 120 В.также выше нейтрального. Однако из-за геометрии горячих фаз существует разница в 208 В (не 240 В) между любыми двумя горячими фазами в любом типе трехфазной системы.

Это отличается от однофазной системы, используемой в некоторых старых кинотеатрах и обычно в частных домах.

В этой службе две точки подключения выводятся с каждого конца одной фазы треугольника (следовательно, однофазного), а нейтраль создается на трансформаторе. Их вносят в здание у служебного входа.Между горячим и нейтральным током 120 В., как и в звездообразной системе. Однако между двумя горячими точками находится 240 В., а не 208 В. Однофазный режим редко встречается в промышленности, в том числе в театре, потому что он не так эффективен для подачи большого количества необходимой энергии.

На служебном входе нейтраль звездообразной (или однофазной) системы должна быть соединена с системой заземления, закопанной в землю снаружи. ОЧЕНЬ важно, чтобы земля и нейтраль НЕ были подключены в какой-либо другой точке, иначе может возникнуть небезопасная ситуация.

Связывание в силе

Когда дело доходит до постоянной коммерческой проводки, Электротехнический кодекс требует, чтобы работы выполняли только лицензированные электрики. Однако в Кодексе есть исключение для индустрии развлечений. «Квалифицированному персоналу» разрешается ВРЕМЕННО подключаться к электросети. Это означает, что квалифицированный рабочий сцены может привязать переносную диммерную стойку к распределительной коробке, но не может провести постоянные провода к этой коробке ИЛИ установить ПОСТОЯННУЮ диммерную стойку. Ключевая фраза — «Квалифицированный персонал».Только рабочие сцены, которые были обучены этому, имеют право на связь. Кодекс также предоставляет театру еще одно исключение, которого нет в других отраслях. В театре разрешается использовать одинарные жилы и соединители (то есть фидерный кабель с соединителями Camlock). Но поскольку ВАЖНО, чтобы соединения выполнялись в надлежащем порядке, только обученный и квалифицированный персонал может выполнять эти соединения.

Распределительная коробка, в которой временное оборудование подключается к электросети, называется коммутатором компании, распределительным устройством или «бычьим коммутатором».

Внутри дистрибутива имеются наконечники для подключения проводов. Есть три наконечника для подключения «горячих» проводов, каждый из которых подключается к предохранителю или автомату защиты. Обычно их называют ветвями A, B и C; или ноги X, Y и Z. Они могут быть черными или иметь любой цвет, ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ белого, светло-серого или зеленого. Также имеется наконечник для нейтрали, у которого НЕ есть предохранитель или прерыватель, который ДОЛЖЕН быть отмечен белым или светло-серым цветом, и наконечник для провода заземления, который обычно крепится болтами непосредственно к металлической распределительной коробке.(Согласно Кодексу, коробка и ее кабелепровод должны быть заземлены, но если это не так, к коробке должен быть проведен отдельный заземляющий провод, отмеченный зеленым). Также будет отверстие для доступа, через которое временный провода пропущены. В отверстии должна быть втулка, чтобы коробка не прорезала изоляцию провода.

При подключении кабелей НЕОБХОДИМО соблюдать надлежащую процедуру, иначе может возникнуть небезопасная ситуация. НЕ БУДЬТЕ ЯРКОСТИ!

  • Разложите хвосты фидера так, чтобы они были готовы к подключению.ПРИМЕЧАНИЕ: Код требует использования хвостовиков, которые можно отсоединить в пределах 10 футов от коробки дистрибутива). Хвосты пока НЕ ​​должны подключаться к фидерным кабелям.
  • Выключите бычий переключатель, если он еще не выключен (коробка не откроется, если переключатель включен, если коробка не сломана). Откройте коробку и УБЕДИТЕСЬ, что «горячие» клеммы действительно «мертвы», используя измеритель или тестер.
  • Вставьте зеленый хвостовой провод и надежно закрепите на клемме заземления.
  • Вставьте белый провод и прикрепите к клемме нейтрали.
  • Вставьте «горячие» хвосты по одному и надежно прикрепите их к трем «горячим» клеммам, присоединенным к предохранителям или прерывателям. Эти провода обычно маркируются черным, красным и синим цветом. На данный момент не имеет значения, какой провод подключен к какой горячей клемме, но условные обозначения обычно идут в следующем порядке: черный, красный, синий.
  • Закройте коробку и убедитесь, что разъемы на хвостах свободны. Включите переключатель Bull.
  • Проверьте каждый провод с помощью измерителя, осторожно вставив провода от измерителя в открытые разъемы фидера.Вы должны получить:
    • Между нейтралью и землей: 0 вольт.
    • Между каждым горячим проводом и нейтралью: 120 В.
    • Между каждым горячим проводом и землей: 120 В.
    • Между горячим и любым другим горячим: 208 против
    Если вы получите ЛЮБЫЕ ДРУГИЕ ЧТЕНИЯ, проверьте проводку еще раз!
  • Если все в порядке, выключите выключатель Bull и сообщите об этом дорожному электрику.

Когда фидерные кабели подключены к диммерной стойке или звуковому распределителю, и когда фидеры подключены к хвостовикам, ПОДКЛЮЧИТЕ ИХ В ТАКОМ ПОРЯДКЕ! , то есть: сначала зеленый, потом белый, потом три хот. Подключайте их при выключенном питании, но всегда обращайтесь с ними так, как будто питание все равно включено. Когда-нибудь это может быть!

Кроме того, НИКОГДА НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ГОРЯЧИЕ ПЕРВОЕ! Оборудование может попытаться замкнуть цепь через две точки и пропустить 208 В через цепь, предназначенную для 120 В, и разрушить оборудование, или, что еще хуже, убить кого-то электрическим током!

Многие такелажные двигатели представляют собой трехфазные двигатели, использующие три точки подключения и НЕ нейтраль. Иногда двигатель может вращаться в обратном направлении.В этом случае просто поменяйте местами любые две точки нагрева, и двигатель будет работать в обратном направлении.


Вернуться к содержанию
Авторские права © 2002, 2008, 2013 Мик Алдерсон

лучших книг по электрикам для начинающих: 7 лучших книг 2021 года

Мы стремимся исследовать и тестировать лучшие продукты, которые вы можете купить. Некоторые ссылки в этом посте являются партнерскими ссылками, и мы можем получать комиссию за совершенные покупки (без дополнительных затрат для вас)

Книга хорошего электрика может легко стать решающим фактором между сдачей или провалом экзамена.

Поищите книгу, в которой есть таблицы NEC, подробная информация о подключении и справочная таблица для общих уравнений и преобразования единиц измерения.

С другой стороны, плохое руководство для электрика хуже, чем его отсутствие. Это только запутает вас и заставит почувствовать себя идиотом.

Итак, чтобы помочь вам разделить хорошие и плохие учебные пособия, мы рассмотрели 7 лучших книг для электриков 2021 года .

Покупайте с уверенностью, что покупаете одно из лучших справочных руководств по электричеству на рынке.Давайте сразу перейдем к обзорам.

Топ-7 лучших книг для электриков

Ugly’s Electrical References — лучший в целом

Первым в нашем списке идет Ugly’s Electrical References. Он был обновлен в 2021 году, и это, безусловно, лучшее руководство по Ugly. Его основная цель — научить начинающих и профессиональных электриков основам отрасли. Например, его можно использовать в качестве справочника во время работы и ответить на вопросы, которые задают большинство новичков и учеников.

В этой книге представлена ​​самая важная информация, которая может быть у электрика под рукой, такая как таблицы национальных правил электротехники, математические формулы, изгиб кабелепровода, падение напряжения, процедуры оказания первой помощи и электромонтаж.

Эта книга — подходящая книга для тех, кто проходит курс обучения электрику. Он включает в себя диаграммы, которые помогут вам определить правильный провод для схемы. Это поможет предотвратить возгорание дома, если использовать не тот провод.

Еще одна причина, по которой потребителям нравится эта книга, — это качество представленной информации.Он компактен и включает в себя таблицы для электрических конструкций и часто используемые электрические формулы. Таким образом, у вас не возникнет проблем с поиском информации по вашему электрическому проекту.

На экзаменах эта книга пригодится. В нем представлена ​​информация, основанная на законе Ома, и даны советы по правильному использованию инструментов. В нем также есть удобно раскрашенные изображения, помогающие понять сложные концепции.

Его компактный размер дает электрикам еще одно преимущество. Так им будет легче носить книгу с собой во время работы.Так что, если вам когда-нибудь понадобится информация о кодах электрического тока в дороге, эта книга — то, что вам нужно. Независимо от того, являетесь ли вы подмастерьем или электриком-подмастерьем, Ugly’s — незаменимый учебник, который служит одновременно учебным пособием и справочником по производственному обучению.

Проверить цену

Что нам нравится

  • Учебник включает таблицы NEC
  • Основная книга для начинающих электриков
  • Подробная информация по электромонтажу и электрическому проектированию
  • Фантастические инструкции
  • Простые инструкции

Что мы не делаем Например,

  • ENT Значения необходимо обновить.

Национальный электротехнический кодекс (Код NEC) — выбор премиум-класса

Для электриков Национальный электротехнический кодекс представляет собой набор руководящих принципов в отношении промышленных, жилых и коммерческих профессий.Кодекс NEC от 2021 года содержит информацию об установке оборудования, заземлении, защите от сверхтоков и электропроводке.

Книга содержит множество основных исправлений по сравнению с предыдущими изданиями. Самые последние дополнения включают, среди прочего, недавний рост технологий использования возобновляемых источников энергии. В книгу также внесены обновления, предназначенные для защиты опытных электриков от потенциально опасных опасностей в виде сложных схем подключения и соблюдения нормативных требований.

Если вам нужно продлить лицензию электрика или вы собираетесь ее получить, эта книга — то, что вам нужно. Книга написана для понимания на всех уровнях и содержит подробную информацию по большинству аспектов электромонтажных работ.

Еще одна причина, по которой эта книга так популярна, связана с ее соблюдением правил NEC. Это самая последняя версия кода NEC, потому что она обновляется каждые 3 года. Эта версия содержит больше информации, чем предыдущие версии 2017 и 2014 годов.Таким образом, вы получаете самую важную информацию, необходимую для сдачи экзамена.

Электрики, желающие ознакомиться с электрическими кодами, обязательно должны взять эту книгу. Он обеспечивает покрытие высоковольтных систем, которые ранее находились в сфере коммунальных услуг. В книге достаточно информации, чтобы использовать ее в качестве справочника во время работы.

Национальная электронная кодовая книга — важная книга для подрядчиков, проектировщиков, AHJ и инженеров. В нем есть вкладки для каждого раздела, что упрощает поиск информации по определенной теме.Так что подумайте о приобретении этой книги, если вы готовы быть в курсе вопросов электробезопасности.

Проверить цену

Что нам нравится

  • Соответствующая информация о кодах NEC
  • Пересмотренная информация
  • Вкладки для организации отделения
  • Можно использовать для подготовки к экзаменам на электрика
  • Учебное пособие для подмастерьев и подмастерьев

Что Нам не нравится

  • Текст слишком мал для некоторых читателей
  • Немного дороже (хотя стоит своих затрат)

Электромонтаж в доме: полностью переработан и обновлен — отличная ценность

Электромонтаж в доме: полностью переработан и обновлен — книга, созданная опытным электриком с более чем 37-летним опытом работы в отрасли.Он дает читателям новые методы распределения электроэнергии низкого напряжения, упрощая поддержание в рабочем состоянии ваших бытовых приборов и электрического оборудования.

Рекс Колдуэлл делится своим опытом со своим читателем простым и понятным языком. Например, он дает базовые советы, такие как отслеживание ваших инструментов, а также технические концепции, такие как проводка и другие проверенные отраслевые поездки.

Книга снабжена подробными изображениями и пояснениями, которые помогут начинающим электрикам быстро освоиться.С более чем 120 поучительными иллюстрациями он поможет вам легко вернуться к книге, когда вы застряли или нуждаетесь в помощи, используя правильные инструменты.

Безопасность — важный фактор при электромонтажных работах, и в этой книге есть информация для каждого случая. Недавно книга расширила информацию о защите GFCI и AFCI для домов, что позволяет легко подключить дом, не сжигая его в процессе.

Дополнительная информация по инверторам, освещению и зарядным устройствам для электромобилей.Благодаря этому в книге достаточно информации, которая поможет не только в электромонтаже вашего дома. Возьмите эту книгу, если хотите узнать все об электромонтажных работах без лишнего промышленного жаргона.

Новые положения книги о постоянном токе разработаны, чтобы помочь вам сохранить энергию после передачи переменного тока. Кроме того, его обновленная версия была выпущена в соответствии с рекомендациями NEC от 2021 года. Так что, если вам нужен доступный по цене электрический справочник, подумайте о приобретении этого.

Проверить цену

Что нам нравится

  • Отличная цена
  • Помогает новичкам в электромонтажных работах своими руками
  • Предоставляет информацию по электромонтажу
  • Включает информацию о защите GFCI и AFCI
  • Соответствует рекомендациям NEC

Что нам не нравится

  • Не использовать в качестве учебного пособия для электриков
  • Нет практических тестов

Вопросы по экзамену для подмастерья электрика и учебное пособие

Нужна помощь в подготовке к экзамену? Тогда лучше всего подойдет Экзамен и Учебное пособие для электриков-подмастерьев.Эта книга охватывает все темы экзаменов для подмастерья, такие как двигатели, трансформаторы, защита от перегрузки по току, сечение и защита проводов, а также расчеты коммерческих и жилых нагрузок.

Книга может помочь вам в изучении и освежении общих методов и расчетов перед тестированием в любом государстве. Поскольку в нем рассказывается, как решать задачи, он дает вам подробный способ правильно ответить на вопросы на будущих экзаменах.

Кроме того, в нем есть практические тесты, которые помогут вам подготовиться к экзамену.В нем есть короткие примеры экзаменационных вопросов, которые помогут вам подготовиться. Однако эта книга не нужна, если вы сдаете экзамен E2.

Экзамен и учебное пособие для электрика-подмастерье также охватывает технологии возобновляемой энергии. Эта книга актуальна и содержит достаточно информации, необходимой для выполнения рекомендаций NEC 2018. Информация в этой книге определенно даст вам преимущество при сдаче экзамена — вы будете готовы сдать экзамены и стать полностью квалифицированным электриком-подмастерьем.

Проверить цену

Что нам нравится

  • Учебное пособие для отличных электриков
  • Описывает технологии возобновляемых источников энергии
  • Включает 12 практических экзаменов
  • Отличный учебник
  • Подходит для изучения общих методов и расчетов

Что нам не нравится

  • Невозможно использовать для экзамена E2
  • Неверный макет страницы
  • Ссылка на неправильный код

Руководство для стажера электрического уровня 1

Следующим в нашем списке идет руководство для ученика электрического уровня 1.В книге представлена ​​информация для базового электрического экзамена, но в ней есть отличные примеры. Начинающим электрикам это руководство поможет приступить к работе.

Он был разработан для прохождения курса NCCER по технике безопасности на стройплощадке. И он имеет полностью иллюстрированный дизайн, заполненный формулами, таблицами и информацией, необходимой для сдачи экзамена.

В книгу входят: электробезопасность, кабельные каналы и фитинги, электрическое испытательное оборудование, проводники и кабели, введение в Национальный электротехнический кодекс, электробезопасность и многое другое.Так что у вас будет достаточно материала, чтобы сдать экзамен.

Единственная неудача связана с переплетом книги. Потребители жаловались, что переплет развалится у них в руках после непродолжительного использования. Тем не менее, это отличная книга для электриков и отличный способ расширить свои знания основных понятий.

Проверить цену

Что нам нравится

  • Учебник для отличных электриков
  • Иллюстрации для дальнейшего объяснения
  • Включает диаграммы, формулы и таблицы
  • Дополняет курс специалиста по технике безопасности на строительной площадке NCCER
  • Примеры хорошей подготовки к экзамену

Что мы делаем Не нравится

  • Слабые переплеты для книг
  • Ограниченные примечания

Полное руководство: Электромонтаж (творческий домовладелец)

Как домовладелец, вы должны научиться использовать электрическое оборудование.The Ultimate Guide: Wiring (Creative Homeowner) дает вам подробную информацию о жилых электрических системах простым языком, подробными инструкциями и пошаговыми фотографиями.

Схемы в этой книге разработаны, чтобы помочь вам правильно подключить электрическое оборудование. Они используются для усиления процедур и методов безопасности, а также для добавления альтернативных подходов и вариантов. Так что вы получите достаточно рекомендаций о том, как правильно подключить свой дом.

Кроме того, в книге рассказывается о низковольтном освещении и наружном электроснабжении.Этот раздел помогает электрикам устанавливать наружные электрические коробки, таймеры выключателей, переключатели и даже подводное освещение для вашего бассейна. Для электрика, работающего на открытом воздухе, это лучшая книга.

Есть небольшая проблема с ограниченной информацией в книге о светодиодном освещении. Хотя в нем содержится информация по большинству вопросов, связанных с электричеством, некоторые заказчики хотели получить более подробное объяснение того, как использовать светодиодное оборудование. Так что подумайте об использовании этой книги, если вам нужно простое руководство по электропроводке в жилых помещениях.

Проверить цену

Что нам нравится

  • Подробные схемы
  • Помогает с правильной электропроводкой в ​​доме
  • Информационные таблицы и диаграммы
  • Списки инструментов, оборудования и материалов
  • Четкие фотографии и инструкции

Что нам не нравится

  • Никаких ссылок на светодиоды.
  • Устаревшие изображения.
  • Ограниченные принципиальные схемы.

Руководство по экзамену на получение лицензии Dewalt в области электротехники.

. В течение многих лет как ученики, так и профессиональные электрики обращались к руководству по экзаменам на получение лицензии Dewalt в области электротехники.Эта книга, призванная дать электрикам ценные стратегии сдачи тестов и актуальные знания, представляет собой исчерпывающее и исчерпывающее руководство по выполнению местных и государственных экзаменов для электриков.

Хотя это не учебник, каждый вопрос теста сопровождается ответом и объяснением причины ответа. Он поставляется с однопользовательским входом для доступа к практическим онлайн-экзаменам, которые включают подробные ответы и объяснения.

В частности, в книге негосударственный подход к сдаче экзамена.И он включает в себя учебные пособия и советы, ссылки и формулы, образцы экзаменов с более чем 500 вопросами и правила экзаменов. В результате вы получите представление о том, что необходимо для сдачи экзамена, и о правильных методах, которые помогут вам при его сдаче.

Есть некоторые жалобы потребителей на качество руководства по экзамену. Некоторые разделы книги выглядят размытыми, что затрудняет чтение. Внимательно проверьте книгу перед ее использованием и замените ее, если возникнет эта проблема.

Проверить цену

Что нам нравится

  • 500 вопросов практических экзаменов
  • Учебное пособие включено
  • Доступны практические онлайн-экзамены
  • Отлично подходит для учеников электриков и подмастерьев
  • Учебник для отличных электриков

Что нам не нравится

  • Размытые страницы
  • Ограниченные чертежи
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *